基于子孔径波前振幅调制的斜率和曲率信号提取算法

王晓鹏; 刘克; 李艳秋

doi:10.3788/IRLA201746.1217003

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基于子孔径波前振幅调制的斜率和曲率信号提取算法

王晓鹏, 刘克, 李艳秋

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王晓鹏, 刘克, 李艳秋. 基于子孔径波前振幅调制的斜率和曲率信号提取算法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217003-1217003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1217003

引用本文:

王晓鹏, 刘克, 李艳秋. 基于子孔径波前振幅调制的斜率和曲率信号提取算法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217003-1217003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1217003

Wang Xiaopeng, Liu Ke, Li Yanqiu. Slope and curvature signal extraction algorithm based on subaperture wavefront amplitude modulation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1217003-1217003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1217003

Citation:

Wang Xiaopeng, Liu Ke, Li Yanqiu. Slope and curvature signal extraction algorithm based on subaperture wavefront amplitude modulation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1217003-1217003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1217003

基于子孔径波前振幅调制的斜率和曲率信号提取算法

doi: 10.3788/IRLA201746.1217003

1.
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081

基金项目:

国家科技重大专项;国家自然科学基金青年科学基金（61205164）;北京高等学校青年英才计划项目;国家自然科学基金重大科研仪器研制项目（11627808）;国家自然科学基金面上项目（61675026）

详细信息

作者简介:
王晓鹏(1992-),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:361133065@qq.com

中图分类号: O436.1

Slope and curvature signal extraction algorithm based on subaperture wavefront amplitude modulation

1.
Key Laboratory of Photoelectronic Imaging Technology and System,Ministry of Education,School of Optoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China

摘要: 斜率和曲率混合型波前传感技术将子孔径内波前的一阶和二阶导数信息全部利用起来，能够实现高阶像差的精密测量，是区域型波前传感技术的一个重要发展方向。在利用子孔径波前振幅调制的斜率和曲率混合型波前传感器的基础上，提出了一种基于质心探测的斜率和曲率信号提取算法，实现各个子孔径内待测波前斜率、拉普拉斯曲率以及扭转曲率的直接测量。仿真结果表明，在理想条件下，单一子孔径内斜率和曲率信号的检测精度均在0.02（=632.8 nm）以内；噪声水平小于10%时，斜率和曲率信号的检测精度均在0.08以内。该算法具有较高的检测精度及良好的抗噪性。
- 波前传感 /
- 衍射光学 /
- 波前斜率 /
- 波前曲率 /
- 质心探测
Abstract: The slope and curvature hybrid wavefront sensing technique can realize the precision measurement of high-order aberration by using all the first and second derivative information of the wavefront in the subaperture. And it is an important development direction of zonal wavefront sensing technology. Based on the slope and curvature hybrid wavefront sensor used subaperture amplitude modulation, a slope and curvature signal extraction algorithm was proposed. The centroid detection algorithm was utilized to realize the direct measurement of wavefront slope, Laplacian curvature and twist curvature in each subaperture. The simulation results show that the detection accuracy of the slope and curvature signals are all within 0.02(=632.8 nm) under the ideal condition. In the case where the noise level is less than 10%, the detection accuracy of the slope and curvature signals are all within 0.08. The algorithm has high detection precision and good noise immunity.
- wavefront sensing /
- diffractive optics /
- wavefront slope /
- wavefront curvature /
- centroid detection

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基于子孔径波前振幅调制的斜率和曲率信号提取算法

doi: 10.3788/IRLA201746.1217003

1. 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081

作者简介:
王晓鹏(1992-),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:361133065@qq.com

收稿日期: 2017-04-14
修回日期: 2017-05-18
刊出日期: 2017-12-25

基金项目:

中图分类号: O436.1

关键词:

摘要: 斜率和曲率混合型波前传感技术将子孔径内波前的一阶和二阶导数信息全部利用起来，能够实现高阶像差的精密测量，是区域型波前传感技术的一个重要发展方向。在利用子孔径波前振幅调制的斜率和曲率混合型波前传感器的基础上，提出了一种基于质心探测的斜率和曲率信号提取算法，实现各个子孔径内待测波前斜率、拉普拉斯曲率以及扭转曲率的直接测量。仿真结果表明，在理想条件下，单一子孔径内斜率和曲率信号的检测精度均在0.02（=632.8 nm）以内；噪声水平小于10%时，斜率和曲率信号的检测精度均在0.08以内。该算法具有较高的检测精度及良好的抗噪性。