用Hartmann—Shack波前传感器测量大气湍流特征

建立了一个小型Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器来测量大气扰动特征。通过单子孔径的象移和许多间距不同的子孔径之间的象移差测得的到达角起伏的统计值来计算出Ｆｒｉｅｄ参数ｒ０。本文推导了采用不同孔径参数的实验结果，以及波前斜率的功率谱密度。     

用Hartmann—Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＦＴ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。     

人眼不同瞳孔直径波前像差特性分析

采用Hartmann-Shack人眼像差仪,测量了人眼在3.1mm,5.2mm和6mm瞳孔直径下的波前像差。波前像差的RMS值表明,随着瞳孔直径的增大,人眼各阶波前像差均随着增大。与瞳孔直径为3.1mm时相比,瞳孔直径为6mm和5.2mm时,Zernike2-10阶波前像差的RMS值分别增大1.2-7.7倍和1.1-4.8倍。用调制传递函数(MTF)和Strehl比评价了高阶波前像差对成像质量的影响,结果表明,大瞳孔高阶波前像差对成像质量的影响大于小瞳孔;在3.1mm,5.2mm和6mm瞳孔直径下,欲达到衍射极限的Strehl比率,分别需要矫正Zernike波前像差前2-4阶、前3-6阶和前5-7阶,需矫正的像差阶数随瞳孔直径的增大而增加。     

用Hartmann－Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＴＦ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。     

基于哈特曼传感器的激光波前分布测量技术

激光波前分布作为ISO新列入的衡量激光光束质量的重要参数,对其有效、准确地测量显得十分重要.根据哈特曼波前测量原理,详细介绍了基于哈特曼传感器的激光波前分布测量装置、哈特曼传感器波前斜率测量方法和常用波前重构算法,引入一种定标哈特曼传感器针孔阵列与CCD间距的方法,分析定标实验数据及使用已定标的哈特曼波前分析仪测量波前的实验结果.实验证明定标方法可靠有效.     

基于夏克-哈特曼传感器的星载望远镜波前测量技术研究

精确的测量和控制星载望远镜的波前像差是实现高效空间引力波探测的关键。本文提出了一种基于夏克-哈特曼波前传感器原理的星载望远镜波前像差测量方法,该方法采用经过频域阈值去噪处理后的频域上的互相关算法,使用子孔径数20×16、微透镜尺寸0.279 mm×0.279 mm、焦距34 mm的夏克-哈特曼波前传感器对算法的测量精确度进行验证。对实际点源图像生成已知RMS离焦值(0, 0.22, 0.44, 0.66 nm),从而产生具有偏移量的点源图像。使用模式法进行波前复原后,计算复原波面和残余波面的RMS值,用于比较频域上的互相关算法和传统质心算法的测量精度。结果显示,随着实际离焦值的增加,质心算法的测量误差呈现上升趋势,分别为0.0966 nm, 0.1378 nm,0.1284 nm和0.1463 nm。频域互相关算法可以使夏克-哈特曼波前像差均方根(RMS)误差分别减少13%, 7%, 18%和14%,为空间引力波星载望远镜地面波前像差的高精度测试提供了重要参考。     

全光路像差校正自适应光学系统中共模波前传感器标定方法研究

根据光波在介质中的传播规律,首先详细分析了全光路像差校正自适应光学系统的工作原理,然后对常规方法标定共模波前传感器后的系统校正残余误差作了分析,并从校正残余误差和操作的简易程度两个方面分析了常规方法标定共模波前传感器存在的缺点,最后针对全光路像差校正自适应光学系统的特点,提出了两种新的共模波前传感器标定方法,详细推导了两种方法标定共模波前传感器后全系统的校正残余误差.结果显示,两种方法标定共模波前传感器后,其校正残余误差只与常规方法标定共模波前传感器后系统的校正残余误差中的一种误差有关.     

基于UIO-66-NH2构建的Turn-On型荧光传感器在检测硫化钠中的应用研究

本文利用pH响应的金属有机骨架材料UIO-66-NH_2检测硫化钠,材料的分散液在没有目标物尿素存在时,体系的p H不发生改变,此时只能测到背景荧光信号;若加入目标物硫化钠时,硫化钠在溶液中水解使溶液的pH上升,此时UIO-66-NH_2中配体上的邻位氨基去质子化使材料UIO-66-NH_2在330 nm处激发时,在425 nm处产生发射信号增强的过程,基于此构建了对硫化钠快速检测的传感器。相比较于传统方法本实验设计的传感器步骤简便,操作简单耗时短可以实现硫化钠的快速检测而且具有方法的检测限低等优点。     

用Hartmann－Shack波前传感器测量大气湍流特征

建立了一个小型Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器来测量大气扰动特征。通过单子孔径的象移和许多间距不同的子孔径之间的象移差测得的到达角起伏的统计值来计算出Ｆｒｉｅｄ参数ｒ０。本文推导了采用不同孔径参数的实验结果，以及波前斜率的功率谱密度。     

H－S法波前探测的高速图象采集系统

自适应光学系统中有两种方法用于测定波前的局部斜率：剪切干涉测量法和哈特曼法（以下简称Ｈ－Ｓ法）。由于Ｈ－Ｓ法运用较简单的光学系统，无需任何活动组件，具有较高的光效率，并能很好地用于探测器阵列，因此它更普遍地用于自适应光学系统中。本文介绍了一种应用于Ｈ－Ｓ法波前探测的高速图象采集系统，提出了应用本图象采集系统解决高帧频探测器阵列与数据处理机之间的同步协调的方法。     

用于21单元H—S波前传感器的自适应光学波前信号处理机

需要处理的数据量大要求处理的速度快，是应用于Ｈ－Ｓ波前传感器的自适应光以前信号处理机的主要特点。本文完成了利用ＴＭＳ３２０Ｃ２５作为处理器，应用于２１单元Ｈ－Ｓ波前传感器的实时波前信号处理的研制。该系统完成对Ｈ－Ｓ波前传感器输出的高帧频图象信号的采集、处理、并计算出波前校正所需的控制信号，处理速度不低于２５０帧／秒。     

哈特曼传感器测量人眼波像差的特性研究

准确测量人眼波像差,对提高正常眼睛的视力和人眼屈光矫正手术具有重要的实验和临床 价值。对哈特曼传感器测量人眼波像差的精确性和重复性进行了研究,测量人眼离焦的精度为0.2D,波像差的平均偏差为0.065mm。     

波前传感器子孔径数和信标亮度的匹配

针对云南天文台１．２ｍ望远镜上的６１单元高分辨率自自应光学系统，进行了微光工作环境下波前传感器子孔径数和信标亮度匹配的实验研究。在Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器前的平行光路加入一个变倍光学系统，进行了８＊８、６＊６、４＊４和２＊２子孔径阵列在不同信标亮下波前感器对波前的探测实验。     

H—S波前传感器时域采样频率对探测误差的影响

波前传感器是自适应光学系统的重要组成部分。讨论了Ｈａｒｔｍａｎｎ－０Ｓｈａｃｋ－（Ｈ－Ｓ）波前传感顺的采样频率对探测误差的影响，理论分析结果说明，时域采样频率引入的探测误差Ｈ－Ｓ波前传感器的重要误差源，其大小随时域采样频率的增大而下降。     

基于绝对差分算法的相关HS波前处理机设计

在太阳自适应光学系统中,通常采用绝对差分或者互相关因子算法进行哈特曼波前探测.本文给出了一种基于绝对差分算法的相关HS(Hartmann-Shack)波前处理机的设计结果.针对子孔径阵列呈6×6方形排布,单个子孔径大小为32 pixels×32 pixels,参考模板大小为16 pixels×16 pixels的相关HS渡前传感器,采用绝对差分算法在单片FPGA内实现了对波前的实时处理.实验结果表明,该处理机峰值运算量超过230亿次/s,系统延时120μs,能够满足1 000 Hz的CCD采样要求.本设计在单片FPGA内实现,具有成本低、易维护、集成度高的特点.     

电子束焊接束流诊断用法拉第筒传感器研制

针对中高压电子束焊机5~100mA的电子束流诊断,完成了法拉第筒传感器的研制。该传感器由法拉第筒、微弱信号放大电路、增益控制电路构成。法拉第筒电极入射孔采用双孔结构,有效的阻止了二次电子和背散射电子的逸出,提高了电子束流的收集效率。通过控制微弱信号放大电路的增益将整个束流强度范围内的信号放大到伏级。在Ua=150 kV,Ib=10mA,If=360mA,H=315 mm条件下采集功率密度分布数据,得到束流密度的二维分布图形。由于受电子束焊机特性的影响,束流功率密度分布呈非对称性的近高斯分布。     

微透镜阵列对Hartmann—Shack波前探测器探测精度的影响

微透镜阵列是Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前探测器的核心元件之一。本文从理论上分析了微透镜阵列的性能对Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前探测器的波前探测精度的影响，并根据理论分析进行了一系列实验，得到了有益的结果。