先進光學波前傳感技術及其應用

目錄
第1章 概述 1
1.1 先進光學波前傳感技術的應用需求 1
1.2 先進光學波前傳感技術的基本概念 4
1.2.1 波前畸變概述及其表征方式 4
1.2.2 光學波前傳感技術的關鍵性能指標 7
1.3 常見光學波前傳感技術的分類與比較 8
1.4 常見光學波前傳感技術的基本工作原理 9
參考文獻 13
第2章 波前整體傾斜傳感技術 15
2.1 波前整體傾斜傳感概述 15
2.2 波前整體傾斜傳感技術工作原理 17
2.2.1 圖像質心法的工作原理 17
2.2.2 圖像質心法的誤差分析 18
2.3 波前整體傾斜傳感技術主要性能指標分析與關鍵技術 20
2.3.1 信噪比對整體傾斜的影響分析 20
2.3.2 動態(tài)范圍與探測精度分析 21
2.3.3 整體傾斜質心算法的優(yōu)化方法 22
2.4 圖像質心法-波前整體傾斜傳感技術應用實例 24
2.4.1 實驗系統(tǒng)介紹 24
2.4.2 系統(tǒng)標校 26
2.4.3 高階畸變對傾斜傳感的影響 27
2.4.4 閉環(huán)校正實驗 30
參考文獻 32
第3章 夏克-哈特曼光學波前傳感技術 35
3.1 夏克-哈特曼光學波前傳感技術概述 35
3.2 夏克-哈特曼光學波前傳感技術工作原理 36
3.2.1 夏克-哈特曼波前探測原理 37
3.2.2 夏克-哈特曼波前復原原理 37
3.2.3 夏克-哈特曼波前復原誤差分析 41
3.3 夏克-哈特曼光學波前傳感的主要性能指標 42
3.3.1 動態(tài)范圍 42
3.3.2 靈敏度 42
3.3.3 探測精度 43
3.3.4 探測速度 43
3.3.5 探測能力 44
3.4 夏克-哈特曼傳感技術應用實例 45
3.4.1 光學檢測中的應用 45
3.4.2 自適應光學中的應用 50
3.4.3 主動光學中的應用 52
參考文獻 54
第4章 棱錐光學波前傳感技術 56
4.1 棱錐光學波前傳感技術概述 56
4.2 棱錐光學波前傳感技術工作原理 57
4.2.1 傳統(tǒng)棱錐光學波前傳感技術工作原理 57
4.2.2 串行棱錐光學波前傳感技術工作原理 60
4.3 串行棱錐光學波前傳感方法性能分析與關鍵技術 64
4.3.1 串行棱錐數(shù)學模型性能分析 64
4.3.2 串行棱錐波前復原技術 67
4.4 串行棱錐光學波前傳感技術應用實例 70
4.4.1 串行三棱錐對波前整體傾斜的校正 72
4.4.2 串行棱錐對波前高階像差的校正 74
參考文獻 77
第5章 多波前橫向剪切干涉技術 79
5.1 剪切干涉技術概述 79
5.1.1 橫向剪切干涉技術 79
5.1.2 多波前剪切干涉技術 81
5.2 多波前橫向剪切干涉技術工作原理 83
5.2.1 基于夏克-哈特曼的二維衍射光柵模型 83
5.2.2 三波前橫向剪切干涉技術數(shù)學模型 93
5.2.3 四波前橫向剪切干涉技術數(shù)學模型 98
5.3 四波前橫向剪切干涉關鍵技術 101
5.3.1 干涉圖相位提取技術 101
5.3.2 波前復原技術 106
5.4 四波前橫向剪切干涉技術應用實例 110
5.4.1 四波前橫向剪切干涉技術對波前畸變的探測 110
5.4.2 四波前橫向剪切干涉溫度場測量實驗 113
參考文獻 117
第6章 曲率光學波前傳感技術 121
6.1 曲率光學波前傳感概述 121
6.2 曲率光學波前傳感工作原理 124
6.2.1 電磁波強度傳輸方程與曲率傳感 124
6.2.2 曲率傳感波前相位求解方法 125
6.2.3 曲率傳感離焦量確定準則 125
6.3 曲率光學波前傳感主要性能指標分析 126
6.3.1 曲率光學波前傳感探測器參數(shù)分析 126
6.3.2 曲率傳感探星概率分析 129
6.3.3 空間頻率探測能力分析 130
6.4 曲率光學波前傳感技術應用實例 133
參考文獻 136
第7章 全息光學波前傳感技術 139
7.1 全息光學波前傳感技術概述 139
7.2 全息光學波前傳感技術工作原理 140
7.2.1 傳統(tǒng)全息光學波前傳感技術工作原理 142
7.2.2 動態(tài)全息光學波前傳感技術工作原理 145
7.3 全息光學波前傳感技術主要性能分析與關鍵技術 150
7.3.1 全息技術色散效應的性能分析 150
7.3.2 動態(tài)全息系統(tǒng)標定和波前復原技術 151
7.4 全息光學波前傳感技術應用實例 155
7.4.1 基于液晶空間光調制器的全息自適應光學系統(tǒng) 155
7.4.2 基于全息元件的全息自適應光學系統(tǒng) 160
7.4.3 基于動態(tài)全息光學波前傳感技術的自適應光學系統(tǒng) 161
參考文獻 164
第8章 相位恢復與相位差異光學波前傳感技術 167
8.1 相位恢復光學波前傳感技術概述 167
8.2 相位恢復光學波前傳感技術基本原理 169
8.2.1 相位恢復工作原理 169
8.2.2 相位恢復常用算法 171
8.3 相位恢復光學波前傳感技術主要性能指標分析 176
8.3.1 相位恢復測量靈敏度分析 176
8.3.2 相位恢復檢測范圍 176
8.4 相位恢復光學波前傳感技術應用實例 181
8.4.1 相位恢復與干涉儀對比測量實驗 181
8.4.2 相位恢復對球面鏡面形的檢測 186
8.5 相位差異光學波前傳感技術概述 189
8.6 相位差異光學波前傳感技術工作原理 190
8.6.1 線性光學系統(tǒng)成像模型和圖像恢復原理 190
8.6.2 結合衍射光學成像模型的圖像恢復原理 190
8.6.3 相位差異光學波前傳感的系統(tǒng)組成和原理 191
8.7 相位差異光學波前傳感技術主要性能指標分析及關鍵技術 192
8.7.1 相位差異光學波前傳感的目標函數(shù)確立和求解 192
8.7.2 相位差異光學波前傳感精度的影響因素 194
8.8 相位差異光學波前傳感技術應用實例 194
8.8.1 地基望遠鏡的非共光路標定 194
8.8.2 相位差異光學波前傳感技術用于雙星探測 204
參考文獻 206