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Shack-Hartmann波前传感器图像自适应阈值的选取 被引量:14
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作者 夏明亮 李抄 +3 位作者 刘肇南 李大禹 胡立发 宣丽 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期334-340,共7页
Shack-Hartmann(S-H)波前传感器光斑图像阈值的选取对质心探测精度有较大的影响。本文分析了S-H波前传感器光斑图像的特点,研究了光斑图像阈值对质心探测精度的影响,在此基础上提出了一种基于灰度直方图原理的多峰自适应阈值选取方法。... Shack-Hartmann(S-H)波前传感器光斑图像阈值的选取对质心探测精度有较大的影响。本文分析了S-H波前传感器光斑图像的特点,研究了光斑图像阈值对质心探测精度的影响,在此基础上提出了一种基于灰度直方图原理的多峰自适应阈值选取方法。实验结果表明,对于信噪比>4的S-H波前传感器光斑图像,本方法能够比较有效地自动选取每帧图像的阈值;但对于信噪比<4的图像,分割效果不是很理想。将使用本阈值算法的S-H波前传感器应用到自适应光学系统中进行闭环校正实验,结果显示,校正后的系统波前误差从10.41λ(PV值,λ=632.8nm)降低到0.12λ,基本达到了衍射极限水平,表明本方法可以满足S-H波前传感器的实用要求。 展开更多
关键词 波前传感器 shack-hartmann波前传感器 阈值选取
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Shack-Hartmann波前传感器检测大口径圆对称非球面反射镜 被引量:17
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作者 张金平 张学军 +1 位作者 张忠玉 郑立功 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期492-498,共7页
针对大口径非球面反射镜在研磨阶段后期其面形与理想面形存在较大偏差,且表面粗糙度较大、反射率较低,采用轮廓仪和普通干涉仪检测无法满足测试要求等问题,提出采用动态范围大且精度高的Shack-Hartmann波前传感器来检测大口径非球面反... 针对大口径非球面反射镜在研磨阶段后期其面形与理想面形存在较大偏差,且表面粗糙度较大、反射率较低,采用轮廓仪和普通干涉仪检测无法满足测试要求等问题,提出采用动态范围大且精度高的Shack-Hartmann波前传感器来检测大口径非球面反射镜。研究分析了Shack-Hartmann波前传感器检测系统的原理及系统误差并编写了相应的数据处理软件。为了验证该方法的可行性,对已经加工完成的350mm口径旋转对称双曲面面形进行了检测,测量得到的面形误差PV值、RMS值分别为0.388λ、0.043λ(λ=632.8nm);与干涉测量的标准结果进行了对比,得到的面形偏差PV值、RMS值分别为0.014λ和0.001λ。对比结果表明,Shack-Hartmann波前传感器的测量结果正确可靠,从而验证了Shack-Hartmann波前传感器检测大口径非球面反射镜的可行性。 展开更多
关键词 shack-hartmann波前传感器 轮廓仪 非球面反射镜 大口径反射镜 相对测量
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Shack-Hartmann波前传感器在光学检验中的应用 被引量:5
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作者 李宏壮 王志臣 +3 位作者 刘欣悦 卫沛峰 明名 孟浩然 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期134-138,共5页
介绍用于光学检测的Shack-Hartmann(S-H)波前传感器,以及相应的检测实验结果。在实验室内,通过与Zygo干涉仪的测量结果对比,得出传感器的测量精度优于λ/50RMS(λ=632.8nm)。在外场利用星光作为光源,对口径1m、焦距11m的望远镜进行了系... 介绍用于光学检测的Shack-Hartmann(S-H)波前传感器,以及相应的检测实验结果。在实验室内,通过与Zygo干涉仪的测量结果对比,得出传感器的测量精度优于λ/50RMS(λ=632.8nm)。在外场利用星光作为光源,对口径1m、焦距11m的望远镜进行了系统波像差检验,测量结果为0.39λ~0.46λRMS之间,并随着俯仰角的增加而增大,主要像差形式为三阶像散。 展开更多
关键词 shack-hartmann波前传感器 面形检测 波像差检测 光学检验
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Shack-Hartmann波前传感器质心探测的优化方法 被引量:4
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作者 赵菲菲 黄玮 +1 位作者 许伟才 杨添星 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期3005-3009,共5页
为提高Shack-Hartmann(S-H)波前传感器的光斑质心探测精度,在分析质心探测误差来源的基础上,提出基于模板匹配的探测窗口选取方法和基于单个光斑的自适应阈值选取方法,将这两种方法与加权质心算法相结合求取质心,提高了质心探测精度。... 为提高Shack-Hartmann(S-H)波前传感器的光斑质心探测精度,在分析质心探测误差来源的基础上,提出基于模板匹配的探测窗口选取方法和基于单个光斑的自适应阈值选取方法,将这两种方法与加权质心算法相结合求取质心,提高了质心探测精度。与固定阈值和传统质心算法相比较,当SNR大于3时,质心探测精度平均提高了约40%。将文中的方法应用于可见光波段的商品S-H波前传感器,实验表明:文中方法得到的质心偏离度由传统方法的0.83pixel的最大值减小至0.15pixel。该工作有重要的应用价值。 展开更多
关键词 质心探测 shack-hartmann波前传感器 阈值选取 窗口选取
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一种基于Shack-Hartmann传感器的自适应波前重建算法 被引量:2
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作者 李战国 李邦明 +1 位作者 李常伟 张思炯 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期482-489,共8页
波前重建是自适应光学系统中的一个重要环节,对系统性能影响明显。研究了一种无参考输入光条件下,基于Shack-Hartmann波前传感器的自适应波前重建算法,能根据实际光斑图的特点,自动确定探测窗口,计算实际质心、参考质心,选择重建区域和... 波前重建是自适应光学系统中的一个重要环节,对系统性能影响明显。研究了一种无参考输入光条件下,基于Shack-Hartmann波前传感器的自适应波前重建算法,能根据实际光斑图的特点,自动确定探测窗口,计算实际质心、参考质心,选择重建区域和获取入射波前的Zerhike模式系数,讨论了参考质心选择对波前重建结果的影响。搭建自适应光学系统,通过测量和校正模拟大气像差对重建算法进行了验证。实验结果表明,基于该重建算法的自适应光学系统可以把大气扰动引起的波前像差校正到0.1λ以下,获得接近衍射极限的成像质量,说明该重建算法具有可靠性与实用性。 展开更多
关键词 自适应光学 波前重建 自适应算法 Shack—Hartmann波前传感器 质心探测
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Shack-Hartmann波前传感器非零位在轴检测离轴非球面反射镜 被引量:3
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作者 卢文川 张金平 +3 位作者 王孝坤 张忠玉 郑立功 张学军 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期410-414,共5页
在离轴非球面反射镜研磨后期和粗抛光阶段,被测反射镜面形与理想面形存在着较大的偏差,表面反射率较低,采用干涉测量会因局部区域干涉条纹过密或条纹对比度过低,造成普通干涉仪无法进行全口径测量,而普通接触式轮廓仪测量精度此时已经... 在离轴非球面反射镜研磨后期和粗抛光阶段,被测反射镜面形与理想面形存在着较大的偏差,表面反射率较低,采用干涉测量会因局部区域干涉条纹过密或条纹对比度过低,造成普通干涉仪无法进行全口径测量,而普通接触式轮廓仪测量精度此时已经不能满足加工要求。鉴于Shack-Hartmann波前传感器较大的动态范围和较高的测量精度,提出了采用Shack-Hartmann波前传感器非零位在轴检测离轴非球面面形,研究了该方法的检测原理并搭建了检测系统,分析了系统误差来源,并制作了用于在轴检测离轴非球面的参考波前,对两个不同加工精度的离轴非球面反射镜进行了测量,并与干涉仪的测量结果进行了对比。对比结果表明,Shack-Hartmann波前传感器的测量结果是正确可靠的,并且可以弥补轮廓仪测量和干涉仪测量的不足,从而证明了采用Shack-Hartmann波前传感器在轴检测离轴非球面的可行性和正确性。 展开更多
关键词 光学测量 离轴非球面 shack-hartmann波前传感器 干涉测量 轮廓测量
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基于Shack-Hartmann波前传感器的湍流大气光闪烁测量 被引量:6
7
作者 苑克娥 朱文越 +3 位作者 饶瑞中 黄印博 马晓珊 钱仙妹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z2期436-439,共4页
根据CCD探测器的输出信号在动态测量范围内与入射光通量成线性的特点,提出了将Shack-Hartmann波前传感器用于湍流大气光闪烁效应测量的方法,并在1 km的水平湍流大气传输路径上开展了光强闪烁的初步测量。结果表明,测量的光强起伏方差随... 根据CCD探测器的输出信号在动态测量范围内与入射光通量成线性的特点,提出了将Shack-Hartmann波前传感器用于湍流大气光闪烁效应测量的方法,并在1 km的水平湍流大气传输路径上开展了光强闪烁的初步测量。结果表明,测量的光强起伏方差随时间的变化基本符合近地面湍流起伏特征,在统计光强起伏过程中采用了将时间和空间序列的数据相融合的方法,大大增加了统计样本数;将传感器与大口径闪烁仪测量的折射率结构常数进行了对比,发现两者在变化趋势上具有较好的一致性,相关系数达到0.84;最后,通过不同子孔径内光强起伏的功率谱分析,进一步证明了Shack-Hartmann传感器用于光闪烁效应测量的可靠性。 展开更多
关键词 大气湍流 shack-hartmann波前传感器 光强闪烁 功率谱
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小波滤波在Shack-Hartmann传感器上的应用
8
作者 蒋鹏 杨泽平 张雨东 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期55-58,共4页
在使用Shack-Hartmann传感器进行大口径非球面镜面检测中,外部环境的各种振动影响以及气流、温差的干扰都会使检测精度下降。针对这个问题,提出了一种新的时域小波滤波技术。这项技术可以对传感器的信号干扰在时间域上进行不同层次的小... 在使用Shack-Hartmann传感器进行大口径非球面镜面检测中,外部环境的各种振动影响以及气流、温差的干扰都会使检测精度下降。针对这个问题,提出了一种新的时域小波滤波技术。这项技术可以对传感器的信号干扰在时间域上进行不同层次的小波分析,提取干扰信号的先验特征,对测量数据进行有效的滤波,减小波前的扰动起伏,以更准确地探测质心。实验结果表明,采用这种技术后,Shack-Hartmann波前传感器对光学镜面检测的静态测量精度提高了50%以上,离散性减少到原来的20%-30%。 展开更多
关键词 shack-hartmann传感器 数字滤波 波前传感器 小波滤波
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拼接镜主动光学共焦实验 被引量:11
9
作者 林旭东 陈涛 +7 位作者 王建立 杨飞 张景旭 明名 张丽敏 陈宝刚 李宏壮 王富国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期563-569,共7页
为了实现对拼接镜的共焦调整,建立了拼接镜主动光学共焦实验系统。实验中,拼接镜由3块对边长300mm的正六边形子镜组成,子镜为球面,曲率半径为2000mm。采用Shack-Hartmann传感器进行共焦测量,用6个微位移平移台对两块子镜的离焦和倾斜进... 为了实现对拼接镜的共焦调整,建立了拼接镜主动光学共焦实验系统。实验中,拼接镜由3块对边长300mm的正六边形子镜组成,子镜为球面,曲率半径为2000mm。采用Shack-Hartmann传感器进行共焦测量,用6个微位移平移台对两块子镜的离焦和倾斜进行调整。每个子镜对应Shack-Hartmann传感器的36个子孔径,用子孔径产生的像点位置偏移计算子镜之间的共焦误差。通过微位移平台调整,可控制子镜的轴向离焦误差优于1μmrms,倾斜误差在两维方向上均优于0.02″rms。实验表明,该方法适用于大型拼接镜面望远镜的共焦标定和实时调整。 展开更多
关键词 拼接镜 共焦 shack-hartmann传感器
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球面拼接镜的相对曲率半径测量 被引量:12
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作者 林旭东 陈涛 +3 位作者 明名 王建立 陈宝刚 董磊 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期75-82,共8页
为了实现对拼接镜子镜之间相对曲率半径的精确测量,提高各子镜曲率半径的匹配精度,提出了一种使用Shack-Hartmann传感器和高精度球径仪测量球面子镜相对曲率半径的新方法,并建立了一个实验系统。该方法首先使用共焦调整方法使各子镜共焦... 为了实现对拼接镜子镜之间相对曲率半径的精确测量,提高各子镜曲率半径的匹配精度,提出了一种使用Shack-Hartmann传感器和高精度球径仪测量球面子镜相对曲率半径的新方法,并建立了一个实验系统。该方法首先使用共焦调整方法使各子镜共焦,用S-H传感器测量子镜的轴向离焦量,轴向调整压电陶瓷促动器,使由传感器测得的离焦量接近于0;最后,再对子镜进行一次共焦调整之后,使用高精度球径仪来测量各子镜之间的相对曲率半径差。实验采用的拼接镜由3块对边长300mm的正六边形子镜组成,子镜为球面,设计曲率半径为2000mm。分析测试结果表明,该方法测得的球面拼接子镜的相对曲率半径精度约为1μm,该方法表明适用于大型球面拼接镜面望远镜各子镜相对曲率半径的检测。 展开更多
关键词 天文望远镜 拼接镜 相对曲率半径 shack-hartmann传感器 球径仪
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大口径望远镜波像差的外场检验方法 被引量:3
11
作者 李宏壮 王志臣 +2 位作者 王富国 张振铎 刘欣悦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期39-42,共4页
为在外场环境下对大口径望远镜进行系统波像差的检验,研制了一套具有高探测能力的Shack-Hartmann波前传感器.利用恒星作为光源,对口径1m、焦距11m的大口径望远镜进行了波像差检验实验,测量结果为系统波像差在0.39λ~0.46λRMS之间,且... 为在外场环境下对大口径望远镜进行系统波像差的检验,研制了一套具有高探测能力的Shack-Hartmann波前传感器.利用恒星作为光源,对口径1m、焦距11m的大口径望远镜进行了波像差检验实验,测量结果为系统波像差在0.39λ~0.46λRMS之间,且随着俯仰角的增加而增大,主要像差形式为3阶0°像散,与星点检验的结果一致. 展开更多
关键词 大口径望远镜 波像差检测 shack-hartmann传感器
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冻结大气湍流下自适应光学系统的预测校正性能 被引量:9
12
作者 李正汉 李新阳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期548-555,共8页
针对自适应光学系统的校正滞后问题,提出预测校正方法,并对预测校正的鲁棒性进行了分析。冻结湍流假设下,Shack-Hartmann波前传感器的探测斜率一定程度保留了湍流的时域演变模式。利用横向风信息对斜率进行傅里叶平移,能实现斜率的预测... 针对自适应光学系统的校正滞后问题,提出预测校正方法,并对预测校正的鲁棒性进行了分析。冻结湍流假设下,Shack-Hartmann波前传感器的探测斜率一定程度保留了湍流的时域演变模式。利用横向风信息对斜率进行傅里叶平移,能实现斜率的预测。采用直接斜率法计算变形镜面形,能实现预测校正。仿真结果表明,提出的波前预测方法在横向风已知时,几乎能完全克服延迟导致的性能损失;当横向风需要估计时,该方法在风向估计准确的条件下能容忍1倍于自身的风速估计误差,或者在风速估计准确的条件下60°的风向估计误差,均能实现校正性能的提升;在风速和风向误差同时存在时,在较大的误差范围内依然能够提升系统的校正能力。 展开更多
关键词 自适应光学 预测校正 冻结大气湍流假设 shack-hartmann波前传感器
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基于Transformer结构的高精度湍流波前重构 被引量:1
13
作者 冯佳濠 胡启立 +4 位作者 姜律 杨燕燕 华晟骁 吴晶晶 胡立发 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期798-808,共11页
动态变化的大气湍流和观测目标的亮度的降低严重影响了夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS)探测波前的精度。针对这两种复杂的观测条件,本文提出了一种以Transformer结构为基础的神经网络模型,它具有很好的全局建模能力,可以高精度地从SHWFS... 动态变化的大气湍流和观测目标的亮度的降低严重影响了夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS)探测波前的精度。针对这两种复杂的观测条件,本文提出了一种以Transformer结构为基础的神经网络模型,它具有很好的全局建模能力,可以高精度地从SHWFS光斑阵列图像中重建波前。通过在动态变化的典型大气湍流相干长度r_(0)下进行仿真模拟,所提出的网络模型的残余波前RMS误差值稳定在0.010~0.024μm之间。与已有的方法相比,本文方法能够更准确地重构波前像差。此外,本文方法的重构精度受导星或观测目标的亮度变化影响很小。因此,本文方法的重构精度对两种观测条件变化均具有较强的稳定性,为大口径天文光学望远镜的高分辨率成像提供了一种有前景的方法。 展开更多
关键词 自适应光学 深度学习 shack-hartmann波前传感器 TRANSFORMER 波前重构
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光波波前畸变测量系统的设计
14
作者 岳辉 燕斌 程海 《电子测试》 2013年第8X期10-11,30,共3页
本文基于Shack-Hartmann传感技术设计了一种测量光波波前畸变的测量系统。首先,对Shack-Hartmann传感技术的测量原理进行了详细地介绍;其次,对测量系统的测量原理和系统方案等方面进行了研究;最后,将普通光源照射该系统,对其波前畸变进... 本文基于Shack-Hartmann传感技术设计了一种测量光波波前畸变的测量系统。首先,对Shack-Hartmann传感技术的测量原理进行了详细地介绍;其次,对测量系统的测量原理和系统方案等方面进行了研究;最后,将普通光源照射该系统,对其波前畸变进行测量。实验结果表明:该测量系统基本满足光波波前畸变测量稳定可靠、精度高、实时性强等要求。本文的研究对Shack-Hartmann传感技术在自适应光学系统中的应用具有很大的参考价值。 展开更多
关键词 shack-hartmann 波前畸变 自适应光学
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离焦型Shack-Hartmann传感器的光斑矩波前重建 被引量:5
15
作者 丰帆 李常伟 张思炯 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期305-311,共7页
将光斑矩推广应用到离焦型Shack-Hartmann波前传感器中,提出了一种高精度的波前重建方法。针对离焦型Shack-Hartmann波前传感器,不仅提取了每一个微透镜光斑的质心偏移量,而且提取了每一个光斑的二阶矩,用于计算波前的局部斜率和局部曲... 将光斑矩推广应用到离焦型Shack-Hartmann波前传感器中,提出了一种高精度的波前重建方法。针对离焦型Shack-Hartmann波前传感器,不仅提取了每一个微透镜光斑的质心偏移量,而且提取了每一个光斑的二阶矩,用于计算波前的局部斜率和局部曲率。将传统Shack-Hartmann传感器利用波前局部斜率进行波前重构的算法,推广到同时利用波前的局部斜率和局部曲率进行波前重构,并进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明:所提波前重建算法可以进行高精度的波前重建。将peaks函数作为输入波前,采用所提波前重建算法得到的波前残差RMS为0.0327λ,小于常规算法的0.0903λ,表明所提算法可以显著地提高波前重建精度。 展开更多
关键词 传感器 主动或自适应光学 波前传感 二阶矩 shack-hartmann传感器
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Accuracy characterization of Shack-Hartmann sensor with residual error removal in spherical wavefront calibration 被引量:7
16
作者 Yi He Mingdi Bao +3 位作者 Yiwei Chen Hong Ye Jinyu Fan Guohua Shi 《Light: Advanced Manufacturing》 2023年第4期55-65,共11页
The widely used Shack-Hartmann wavefront sensor(SHWFS)is a wavefront measurement system.Its measurement accuracy is limited by the reference wavefront used for calibration and also by various residual errors of the se... The widely used Shack-Hartmann wavefront sensor(SHWFS)is a wavefront measurement system.Its measurement accuracy is limited by the reference wavefront used for calibration and also by various residual errors of the sensor itself.In this study,based on the principle of spherical wavefront calibration,a pinhole with a diameter of 1μm was used to generate spherical wavefronts with extremely small wavefront errors,with residual aberrations of 1.0×10^(−4)λRMS,providing a high-accuracy reference wavefront.In the first step of SHWFS calibration,we demonstrated a modified method to solve for three important parameters(f,the focal length of the microlens array(MLA),p,the sub-aperture size of the MLA,and s,the pixel size of the photodetector)to scale the measured SHWFS results.With only three iterations in the calculation,these parameters can be determined as exact values,with convergence to an acceptable accuracy.For a simple SHWFS with an MLA of 128×128 sub-apertures in a square configuration and a focal length of 2.8 mm,a measurement accuracy of 5.0×10^(−3)λRMS was achieved across the full pupil diameter of 13.8 mm with the proposed spherical wavefront calibration.The accuracy was dependent on the residual errors induced in manufacturing and assembly of the SHWFS.After removing these residual errors in the measured wavefront results,the accuracy of the SHWFS increased to 1.0×10^(−3)λRMS,with measured wavefronts in the range ofλ/4.Mid-term stability of wavefront measurements was confirmed,with residual deviations of 8.04×10^(−5)λPV and 7.94×10^(−5)λRMS.This study demonstrates that the modified calibration method for a high-accuracy spherical wavefront generated from a micrometer-scale pinhole can effectively improve the accuracy of an SHWFS.Further accuracy improvement was verified with correction of residual errors,making the method suitable for challenging wavefront measurements such as in lithography lenses,astronomical telescope systems,and adaptive optics. 展开更多
关键词 shack-hartmann wavefront sensor Spherical wavefront calibration Residual aberration correction High-accuracy measurement of wavefronts
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Large dynamic range Shack-Hartmann wavefront sensor based on adaptive spot matching 被引量:1
17
作者 Jiamiao Yang Jichong Zhou +3 位作者 Lirong Qiu Rongjun Shao Linxian Liu Qiaozhi He 《Light: Advanced Manufacturing》 2024年第1期40-49,共10页
The Shack-Hartmann wavefront sensor(SHWS)is widely used for high-speed,precise,and stable wavefront measurements.However,conventional SHWSs encounter a limitation in that the focused spot from each microlens is restri... The Shack-Hartmann wavefront sensor(SHWS)is widely used for high-speed,precise,and stable wavefront measurements.However,conventional SHWSs encounter a limitation in that the focused spot from each microlens is restricted to a single microlens,leading to a limited dynamic range.Herein,we propose an adaptive spot matching(ASM)-based SHWS to extend the dynamic range.This approach involves seeking an incident wavefront that best matches the detected spot distribution by employing a Hausdorff-distance-based nearest-distance matching strategy.The ASM-SHWS enables comprehensive spot matching across the entire imaging plane without requiring initial spot correspondences.Furthermore,due to its global matching capability,ASM-SHWS can maintain its capacity even if a portion of the spots are missing.Experiments showed that the ASM-SHWS could measure a high-curvature spherical wavefront with a local slope of 204.97 mrad,despite a 12.5%absence of spots.This value exceeds that of the conventional SHWS by a factor of 14.81. 展开更多
关键词 Wavefront sensing Large dynamic range shack-hartmann sensor
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Thermal Characteristic Identification of an Alcohol Flame by Measuring its Density Gradient in Shack-Hartmann Optical System
18
作者 Md.T.I.Khan K.Teramoto 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第1期93-96,共4页
Understanding the flame structure for different combustion in industries has drawn the increasing attention around the world.Particularly,for increasing the recent interest of using the hydrogen fuelled vehicles in re... Understanding the flame structure for different combustion in industries has drawn the increasing attention around the world.Particularly,for increasing the recent interest of using the hydrogen fuelled vehicles in recent world,structural analysis of flame in combustion chamber has attracted the attention of researchers.However,the high flame temperature and strong flame emissions increase the experimental difficulties,especially,in all kinds of intrusive measurement systems for determining the flame structures and flame temperatures.Therefore,a non-intrusive laser interferometer technique based on Shack-Hartmann optical system has been proposed to measure the thermal characteristic of a flame structure.In the present study,a low-stretched diffusion flame of methanol burner has been used.Shack-Hartmann optical system is a type of wave front sensor.It is commonly used in adaptive optical systems.It consists of an array of lenses to focus the image onto a photon sensor (photo-detector) at the focal plane and measures the wave front tilt.The major objective of the present study is to develop a laser interferometer measurement technique for analyzing the flame structure and its temperature propagation by measuring the density gradient of the flame.Optical interferometer technique is a potential candidate for the non-invasive measurement.In the present paper,a novel method for the measurement of density gradient in flame by using Shack-Hartmann optical system is proposed.A collimated laser beam that has been passed through the flame is tilted due to the density gradient inside the flame.A CCD camera (CCD photo sensor) has been used to observe the wave front tilts at the focal plane. 展开更多
关键词 Laser Interferometer Density Gradient shack-hartmann Optical System Thermal Characteristics Alcohol Flame.
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Accounting for Polychromatic Light in Virtual Shack-Hartmann Wavefront Sensing
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作者 Xian YUE Yaliang YANG +3 位作者 Hao DAI Shen CHEN Chao GENG Yudong ZHANG 《Photonic Sensors》 SCIE EI CSCD 2023年第3期8-22,共15页
Virtual Shack-Hartmann wavefront sensing(vSHWS)has some significant advantages and is promising for aberration measurement in the field of biomedical optical imaging.The illumination sources used in vSHWS are almost b... Virtual Shack-Hartmann wavefront sensing(vSHWS)has some significant advantages and is promising for aberration measurement in the field of biomedical optical imaging.The illumination sources used in vSHWS are almost broadband,but are treated as monochromatic sources(only using center wavelength)in current data processing,which may cause errors.This work proposed a data processing method to take into account the multiple wavelengths of the broadband spectrum,named multiple-wavelength centroid-weighting method.Its feasibility was demonstrated through a series of simulations.A wavefront generated with a set of statistical human ocular aberrations was used as the target wavefront to evaluate the performance of the proposed and current methods.The results showed that their performance was very close when used for the symmetrical,but the wavefront error of the proposed method was much smaller than that of the current method when used for the asymmetrical spectrum,especially for the broader spectrum.These results were also validated by using 20 sets of clinical human ocular aberrations including normal and diseased eyes.The proposed method and the obtained conclusions have important implications for the application of vSHWS. 展开更多
关键词 Wavefront sensing aberration measurement numerical wavefront processing shack-hartmann wavefront sensing broadband spectral source
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高频采样下人眼波像差特性研究 被引量:4
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作者 郑贤良 刘瑞雪 +2 位作者 夏明亮 李大禹 宣丽 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期318-324,共7页
为提高自适应光学人眼波像差校正和视网膜成像效果,研究了人眼动态波像差的特性。利用采样频率为300Hz、曝光时间为3ms的哈特曼传感器,搭建波像差探测系统。误差分析和模拟人眼实验表明,该系统对动态波像差的测量误差均方根(RMS)均值仅... 为提高自适应光学人眼波像差校正和视网膜成像效果,研究了人眼动态波像差的特性。利用采样频率为300Hz、曝光时间为3ms的哈特曼传感器,搭建波像差探测系统。误差分析和模拟人眼实验表明,该系统对动态波像差的测量误差均方根(RMS)均值仅为0.01λ。人眼波像差探测结果表明,人眼存在150Hz以上的波像差,可能对自适应波像差校正造成影响。这种影响可通过延长探测和成像曝光时间的方法来抑制。为了达到衍射极限,对于稳定盯视状态下的人眼,3ms探测曝光、探测校正周期不超过45ms的自适应系统,其校正残差均方根在λ/14以下;当曝光时间增加到6ms时,该周期可放宽至62ms。研究了倾斜像差的波动对成像的影响,确定了高分辨率人眼眼底成像中,成像曝光时间最长不能超过9ms。上述结果表明,将自适应光学视网膜成像的探测曝光与成像曝光时间均定在6ms左右,可获得更好的校正和成像效果。 展开更多
关键词 视觉光学 shack-hartmann波前传感器 人眼像差 高频探测 自适应光学
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