[发明专利]一种基于离焦光栅阵列的波前传感器

权利要求书

1.一种基于离焦光栅阵列的波前传感器，其特征在于：所述波前传感器采用离焦光栅阵列对待测光束进行孔径分割和相位调制形成±1级衍射阵列，再利用微透镜阵列对±1级衍射阵列进行聚焦，形成±1级离焦光斑阵列；所述波前传感器主要包括离焦光栅阵列、微透镜阵列和光电探测器三部分；

所述离焦光栅阵列中的光栅为相位型离焦光栅，用于对待测光束进行孔径分割以形成若干子孔径并对子孔径内波前进行相位调制；设单个子孔径调制前的波前为φ_j(x,y)，j为子孔径编号，对子孔径内波前调制的相移函数为φ_m(x,y)，则对第j个子孔径调制后的波前φ′_j(x,y)为：

φ′_j(x,y)＝φ_j(x,y)+φ_m(x,y)，

其中，x,y为离焦光栅的坐标；

所述微透镜阵列位于所述离焦光栅阵列之后，且与离焦光栅阵列一一对应，所述微透镜阵列对通过离焦光栅阵列调制后的光束进行聚焦，在其焦面上形成±1级离焦光斑阵列；

所述光电探测器位于微透镜阵列的焦面，探测每个子孔径内的±1级离焦光斑图像数据，所述离焦光斑图像数据用于利用曲率波前复原方法计算子孔径中的高阶像差信息和重建全口径的高分辨波前。

2.根据权利要求1所述的一种基于离焦光栅阵列的波前传感器，其特征在于：所述离焦光栅阵列大于等于2×2。

3.根据权利要求1所述的一种基于离焦光栅阵列的波前传感器，其特征在于：所述的曲率波前复原方法是基于两幅±1级离焦光斑图像的本征函数波前复原方法，包括所有基于±1级离焦光斑提取波前信息的方法。

4.根据权利要求1所述的一种基于离焦光栅阵列的波前传感器，其特征在于：所述光电探测器可以是CCD、CMOS，或其他阵列型探测器。