[发明专利]无偏振光能量损失的液晶自适应光学系统

权利要求书

1.一种无偏振光能量损失的液晶自适应光学系统，其特征是由快速振镜(1)、PBS分束器(2)、第一透镜(3)、第二透镜(4)、波前探测器(5)、第三透镜(6)、第四透镜(7)、LCOS屏(8)、反射镜(9)、第五透镜(10)、第六透镜(11)、CCD相机(12)和计算机(13)构成；第一透镜(3)和第二透镜(4)安装在PBS分束器(2)和波前探测器(5)之间，第三透镜(6)和第四透镜(7)安装在PBS分束器(2)和LCOS屏(8)之间；在第四透镜(7)和第三透镜(6)之间、第四透镜7的反射光路焦点处放置一反射镜(9)；在反射镜(9)和CCD相机(12)之间，依次安装有第五透镜(10)和第六透镜(11)；快速振镜(1)、波前探测器(5)、LCOS屏(8)和CCD相机(12)与计算机(13)连接；外来的波带宽度不超过50nm的准单色平行自然光到达快速振镜(1)上、然后反射到PBS分束器(2)时分成透过光P和反射光S两束偏振光；其中透过光P在通过第一透镜(3)、第二透镜(4)后进入波前探测器(5)中；另一束反射光S，通过第三透镜(6)与第四透镜(7)，然后以1～2°入射角进入LCOS屏(8)，从LCOS屏(8)反射出来的光再次通过第四透镜(7)与入射光束分离聚焦在反射镜(9)上，再通过第五透镜(10)、第六透镜(11)形成汇聚光到达CCD相机(12)成像。

2.根据权利要求1所述的无偏振光能量损失的液晶自适应光学系统，其特征是所使用的透镜均为消色差透镜，由第一透镜(3)与第二透镜(4)各自引入的波前畸变最大峰谷值即波前畸变PV值小于二十分之一波长。

3.根据权利要求2所述的无偏振光能量损失的液晶自适应光学系统，其特征是：

所述的快速振镜(1)为闭环自适应倾斜平面反射镜；

所述的PBS分束器(2)为偏振分光器，透过光S的消光比优于10^-3；

所述的第二透镜(4)与第一透镜(3)配合，将透过光P的光束缩束为与波前探测器(5)口径相同的平行光，进入波前探测器(5)中；

所述的波前探测器(5)使用Hartmann微透镜阵列探测器，探测的均方根误差rms值小于百分之一波长，波面PV值的探测误差小于二十分之一波长，探测速度由应用的要求来确定；

所述的第四透镜(7)与第三透镜(6)配合实现合适的缩束比，使反射光S的光束形成直径与LCOS屏(8)口径相等的平行光进入LCOS屏(8)；第四透镜(7)焦距为20-30mm，保证有足够的空间放置反射镜(9)；

所述的LCOS屏(8)为纯位相波前校正器，根据波前探测器(5)获得的信号，通过计算机解出波面数值解，并转换为波面校正器LCOS屏(8)上的电压分布值，由计算机驱动LCOS屏(8)；LCOS屏(8)的位相调制深度为光源中心波长的1.1～1.2倍，刷新速率符合应用要求的速度，像素数符合应用要求的分辨率；其基板法线与入射光S夹1～2°的角度，使入射光倾斜入射到LCOS屏(8)上，并以相同角度反射通过第四透镜(7)，使通过第四透镜(7)的入射光束和反射光束分离，反射光束聚焦在反射镜(9)上；

所述的反射镜(9)在第四透镜(7)反射光路的焦点处，引入成像光路；

所述的第五透镜(10)和第六透镜(11)焦距相同，使成像光束到达CCD相机(12)；

所述的CCD相机(12)给出波面校正后的清晰图像，其信噪比要符合具体应用要求。