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目錄
第1章　緒論　1　
1.1波　前像差理論　1　
1.1.1　初級(jí)像差理論　1　
1.1.2　波前探測(cè)的原理　8　
1.1.3　波前探測(cè)技術(shù)分類(lèi)　8　
1.2　哈特曼波前探測(cè)技術(shù)　10　
1.2.1　哈特曼波前傳感器結(jié)構(gòu)　10　
1.2.2　哈特曼波前探測(cè)技術(shù)發(fā)展歷程　15　
1.2.3　哈特曼波前傳感器的性能指標(biāo)　18　
1.2.4　哈特曼波前傳感器的應(yīng)用　20
參考文獻(xiàn)　23
第2章　哈特曼波前傳感器原理　29　
2.1　哈特曼波前傳感器波前復(fù)原方法　29　
2.1.1　模式法波前重構(gòu)　29　
2.1.2　區(qū)域法波前重構(gòu)　31　
2.1.3　混合模式法波前重構(gòu)　34　
2.2　哈特曼波前傳感器斜率計(jì)算方法　36　
2.2.1　波前估計(jì)方程　36　
2.2.2　哈特曼波前斜率測(cè)量理論模型　36　
2.3　哈特曼波前傳感器的誤差組成　40　
2.3.1　系統(tǒng)誤差　40　
2.3.2　重構(gòu)誤差　42
參考文獻(xiàn)　48
第3章　哈特曼波前傳感器的光斑標(biāo)定　50　
3.1　哈特曼波前傳感器的標(biāo)定方法　50　
3.1.1　自適應(yīng)標(biāo)定方法　50　
3.1.2　反卷積標(biāo)定方法　52　
3.2　基于CCD相機(jī)的哈特曼波前傳感器光斑最佳標(biāo)定位置　55　
3.2.1　采樣誤差與光斑質(zhì)心位置的關(guān)系　55　
3.2.2　位移敏感度與標(biāo)定時(shí)光斑質(zhì)心位置的關(guān)系　58　
3.2.3　不同標(biāo)定位置的開(kāi)環(huán)動(dòng)態(tài)范圍　60　
3.2.4　標(biāo)定光斑質(zhì)心最佳位置　60　
3.3　基于四象限探測(cè)器的哈特曼波前傳感器光斑最佳標(biāo)定位置　61　
3.3.1　基于四象限探測(cè)器的波前傾斜傳感器的原理　61　
3.3.2　四象限探測(cè)器的性能分析　63　
3.3.3　光斑最佳標(biāo)定位置　69
參考文獻(xiàn)　71
第4章　哈特曼波前傳感器質(zhì)心探測(cè)　72　
4.1　質(zhì)心與斜率的關(guān)系　72　
4.2　哈特曼波前傳感器質(zhì)心計(jì)算方法　73　
4.2.1　傳統(tǒng)質(zhì)心計(jì)算法　74　
4.2.2　基于微分的方法　83　
4.2.3　基于配準(zhǔn)的方法　86　
4.3　哈特曼波前傳感器質(zhì)心探測(cè)誤差分析　89　
4.3.1　點(diǎn)源目標(biāo)質(zhì)心探測(cè)方法及主要誤差源　89　
4.3.2　CCD相機(jī)對(duì)高斯光斑質(zhì)心探測(cè)誤差的理論推導(dǎo)　90　
4.3.3　CCD相機(jī)對(duì)sinc光斑質(zhì)心探測(cè)誤差　94　
4.3.4　哈特曼波前探測(cè)精度分析　98　
4.4　最佳閾值計(jì)算　104　
4.4.1　閾值對(duì)第一類(lèi)誤差源的影響　104　
4.4.2　閾值對(duì)第二類(lèi)誤差源的影響　106　
4.4.3　質(zhì)心探測(cè)誤差與閾值的關(guān)系　107
參考文獻(xiàn)　109
第5章　基于擴(kuò)展目標(biāo)的相關(guān)哈特曼波前傳感器　113　
5.1　基于擴(kuò)展目標(biāo)的相關(guān)哈特曼波前傳感器國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展　113　
5.2　相關(guān)哈特曼波前傳感器的波前探測(cè)原理　116　
5.3　基于擴(kuò)展目標(biāo)的相關(guān)哈特曼波前傳感器的相關(guān)算法　117　
5.3.1　平方差算法　118　
5.3.2　互相關(guān)因子算法　119　
5.3.3　絕對(duì)差分算法與絕對(duì)差分平方算法　119　
5.3.4　頻域中的相關(guān)算法　120　
5.4互　相關(guān)因子算法位移測(cè)量誤差分析　121　
5.4.1　互相關(guān)因子算法測(cè)量誤差公式理論推導(dǎo)　122　
5.4.2　任意采樣條件下的測(cè)量誤差公式　126
參考文獻(xiàn)　131
第6章　基于光場(chǎng)相機(jī)的波前傳感器　134　
6.1　光場(chǎng)相機(jī)波前傳感器的發(fā)展歷程　134　
6.2　光場(chǎng)相機(jī)波前傳感器的基本結(jié)構(gòu)與成像原理　135　
6.2.1　光場(chǎng)相機(jī)波前傳感器的基本結(jié)構(gòu)　135　
6.2.2　光場(chǎng)的四維表示　135　
6.2.3　光場(chǎng)相機(jī)波前傳感器的成像原理　136　
6.2.4　光場(chǎng)相機(jī)波前傳感器的波前復(fù)原理論　139　
6.3　光場(chǎng)相機(jī)波前傳感器與哈特曼波前傳感器的波前探測(cè)對(duì)比　141
參考文獻(xiàn)　144
第7章　基于光纖激光相控陣的哈特曼波前探測(cè)方法　147　
7.1　分布式孔徑與光纖激光相干合成　147　
7.1.1分　布式孔徑光纖激光相控陣技術(shù)簡(jiǎn)介　147　
7.1.2　分布式孔徑光纖激光相控陣的激光傳輸和波前操控機(jī)理　151　
7.2　基于光纖耦合的分布式孔徑哈特曼波前像差探測(cè)　153　
7.2.1　基于光纖耦合的分布式孔徑像差探測(cè)原理　153　
7.2.2　分布式孔徑對(duì)模擬湍流像差探測(cè)　159　
7.3　分布式孔徑哈特曼波前探測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　165　
7.3.1　實(shí)驗(yàn)裝置　165　
7.3.2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析　167　
7.4　基于分布式孔徑哈特曼波前探測(cè)的像差校正　172　
7.4.1　基于分布式孔徑哈特曼波前探測(cè)的像差校正工作原理　172　
7.4.2　實(shí)驗(yàn)裝置　175　
7.4.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析　176
參考文獻(xiàn)　181
第8章　基于哈特曼波前傳感器的應(yīng)用　184　
8.1　哈特曼波前傳感器在自適應(yīng)光學(xué)中的應(yīng)用　184　
8.1.1　自適應(yīng)光學(xué)的基本概念　184　
8.1.2　大氣湍流相關(guān)概念　190　
8.1.3　哈特曼測(cè)量大氣湍流原理及測(cè)量精度計(jì)算　196　
8.1.4　實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理　198　
8.2　哈特曼波前傳感器在人眼像差中的應(yīng)用　199　
8.2.1　人眼像差檢測(cè)原理與方法　199　
8.2.2　哈特曼波前傳感器在人眼像差檢測(cè)中的研究　202　
8.3　哈特曼波前傳感器在鏡片面形檢測(cè)中的應(yīng)用　206　
8.3.1　哈特曼掃描拼接檢測(cè)平面鏡原理　206　
8.3.2　哈特曼法非零位檢測(cè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面反射鏡　207　
8.4　哈特曼波前傳感器在非制冷光力學(xué)紅外成像系統(tǒng)中的應(yīng)用　214　
8.4.1　非制冷光力學(xué)紅外成像原理　214　
8.4.2　系統(tǒng)性能分析　216　
8.4.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析　219
參考文獻(xiàn)　222
第9章　基于哈特曼波前傳感器的開(kāi)發(fā)實(shí)例　224　
9.1　基于哈特曼波前傳感器的面形檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)　224　
9.1.1　主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo)　224　
9.1.2　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　224　
9.1.3　分系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明　225　
9.1.4　探測(cè)精度檢測(cè)　228　
9.2　基于哈特曼波前傳感器的自適應(yīng)光學(xué)高分辨率成像系統(tǒng)　231　
9.2.1　自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)組成　231　
9.2.2　自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)功能　232　
9.2.3　自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案　233　
9.2.4　高階校正子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案　237　
9.2.5　AO操控子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案　246　
9.2.6　高分辨率成像探測(cè)自適應(yīng)光學(xué)樣機(jī)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果　247