先進光學(xué)波前傳感技術(shù)及其應(yīng)用

目錄
第1章 概述 1
1.1 先進光學(xué)波前傳感技術(shù)的應(yīng)用需求 1
1.2 先進光學(xué)波前傳感技術(shù)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(xué)波前傳感技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo) 7
1.3 常見光學(xué)波前傳感技術(shù)的分類與比較 8
1.4 常見光學(xué)波前傳感技術(shù)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(shù) 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(shù)工作原理 17
2.2.1 圖像質(zhì)心法的工作原理 17
2.2.2 圖像質(zhì)心法的誤差分析 18
2.3 波前整體傾斜傳感技術(shù)主要性能指標(biāo)分析與關(guān)鍵技術(shù) 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(zhì)心算法的優(yōu)化方法 22
2.4 圖像質(zhì)心法-波前整體傾斜傳感技術(shù)應(yīng)用實例 24
2.4.1 實驗系統(tǒng)介紹 24
2.4.2 系統(tǒng)標(biāo)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(xué)波前傳感技術(shù) 35
3.1 夏克-哈特曼光學(xué)波前傳感技術(shù)概述 35
3.2 夏克-哈特曼光學(xué)波前傳感技術(shù)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(fù)原原理 37
3.2.3 夏克-哈特曼波前復(fù)原誤差分析 41
3.3 夏克-哈特曼光學(xué)波前傳感的主要性能指標(biāo) 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(shù)應(yīng)用實例 45
3.4.1 光學(xué)檢測中的應(yīng)用 45
3.4.2 自適應(yīng)光學(xué)中的應(yīng)用 50
3.4.3 主動光學(xué)中的應(yīng)用 52
參考文獻 54
第4章 棱錐光學(xué)波前傳感技術(shù) 56
4.1 棱錐光學(xué)波前傳感技術(shù)概述 56
4.2 棱錐光學(xué)波前傳感技術(shù)工作原理 57
4.2.1 傳統(tǒng)棱錐光學(xué)波前傳感技術(shù)工作原理 57
4.2.2 串行棱錐光學(xué)波前傳感技術(shù)工作原理 60
4.3 串行棱錐光學(xué)波前傳感方法性能分析與關(guān)鍵技術(shù) 64
4.3.1 串行棱錐數(shù)學(xué)模型性能分析 64
4.3.2 串行棱錐波前復(fù)原技術(shù) 67
4.4 串行棱錐光學(xué)波前傳感技術(shù)應(yīng)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(shù) 79
5.1 剪切干涉技術(shù)概述 79
5.1.1 橫向剪切干涉技術(shù) 79
5.1.2 多波前剪切干涉技術(shù) 81
5.2 多波前橫向剪切干涉技術(shù)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(shù)數(shù)學(xué)模型 93
5.2.3 四波前橫向剪切干涉技術(shù)數(shù)學(xué)模型 98
5.3 四波前橫向剪切干涉關(guān)鍵技術(shù) 101
5.3.1 干涉圖相位提取技術(shù) 101
5.3.2 波前復(fù)原技術(shù) 106
5.4 四波前橫向剪切干涉技術(shù)應(yīng)用實例 110
5.4.1 四波前橫向剪切干涉技術(shù)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(xué)波前傳感技術(shù) 121
6.1 曲率光學(xué)波前傳感概述 121
6.2 曲率光學(xué)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(zhǔn)則 125
6.3 曲率光學(xué)波前傳感主要性能指標(biāo)分析 126
6.3.1 曲率光學(xué)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(xué)波前傳感技術(shù)應(yīng)用實例 133
參考文獻 136
第7章 全息光學(xué)波前傳感技術(shù) 139
7.1 全息光學(xué)波前傳感技術(shù)概述 139
7.2 全息光學(xué)波前傳感技術(shù)工作原理 140
7.2.1 傳統(tǒng)全息光學(xué)波前傳感技術(shù)工作原理 142
7.2.2 動態(tài)全息光學(xué)波前傳感技術(shù)工作原理 145
7.3 全息光學(xué)波前傳感技術(shù)主要性能分析與關(guān)鍵技術(shù) 150
7.3.1 全息技術(shù)色散效應(yīng)的性能分析 150
7.3.2 動態(tài)全息系統(tǒng)標(biāo)定和波前復(fù)原技術(shù) 151
7.4 全息光學(xué)波前傳感技術(shù)應(yīng)用實例 155
7.4.1 基于液晶空間光調(diào)制器的全息自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng) 155
7.4.2 基于全息元件的全息自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng) 160
7.4.3 基于動態(tài)全息光學(xué)波前傳感技術(shù)的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng) 161
參考文獻 164
第8章 相位恢復(fù)與相位差異光學(xué)波前傳感技術(shù) 167
8.1 相位恢復(fù)光學(xué)波前傳感技術(shù)概述 167
8.2 相位恢復(fù)光學(xué)波前傳感技術(shù)基本原理 169
8.2.1 相位恢復(fù)工作原理 169
8.2.2 相位恢復(fù)常用算法 171
8.3 相位恢復(fù)光學(xué)波前傳感技術(shù)主要性能指標(biāo)分析 176
8.3.1 相位恢復(fù)測量靈敏度分析 176
8.3.2 相位恢復(fù)檢測范圍 176
8.4 相位恢復(fù)光學(xué)波前傳感技術(shù)應(yīng)用實例 181
8.4.1 相位恢復(fù)與干涉儀對比測量實驗 181
8.4.2 相位恢復(fù)對球面鏡面形的檢測 186
8.5 相位差異光學(xué)波前傳感技術(shù)概述 189
8.6 相位差異光學(xué)波前傳感技術(shù)工作原理 190
8.6.1 線性光學(xué)系統(tǒng)成像模型和圖像恢復(fù)原理 190
8.6.2 結(jié)合衍射光學(xué)成像模型的圖像恢復(fù)原理 190
8.6.3 相位差異光學(xué)波前傳感的系統(tǒng)組成和原理 191
8.7 相位差異光學(xué)波前傳感技術(shù)主要性能指標(biāo)分析及關(guān)鍵技術(shù) 192
8.7.1 相位差異光學(xué)波前傳感的目標(biāo)函數(shù)確立和求解 192
8.7.2 相位差異光學(xué)波前傳感精度的影響因素 194
8.8 相位差異光學(xué)波前傳感技術(shù)應(yīng)用實例 194
8.8.1 地基望遠鏡的非共光路標(biāo)定 194
8.8.2 相位差異光學(xué)波前傳感技術(shù)用于雙星探測 204
參考文獻 206