一种相位恢复方法

摘要

本发明公开了一种相位恢复方法，将成像探测器的圆形探测面沿径向等距离划分成M个区域：中心圆形区域以及周围的圆环区域；将最外侧圆环区域均匀划分成L个子探测区域；将外侧圆环区域与中心圆形区域之间的圆环区域也均匀划分成若干个子探测区域，将每个子探测区域作为最小的探测单元进行相位误差测量，提高了算法速度，不需要利用波前传感器测量波前误差，降低了系统复杂性，减小了成本，结构相对简单；本发明只需一幅离焦面的图像，无需采集多幅图像，简化了步骤，并且无需多次迭代，具有实时性好的特点。

主权项

一种相位恢复方法，用于测量被测成像系统的相位误差，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、采用点光源照射被测成像系统，并采用成像探测器在离焦面上接收光斑；其中，将所述成像探测器的圆形探测面沿径向等距离划分成M个区域，即为：中心圆形区域以及M‑1个圆环区域；其中，M的取值与表征瞳面波前误差的泽尼克多项式的最大径向阶数一致；将最外侧圆环区域均匀划分成L个子探测区域，其中，L的取值由所述泽尼克多项式的最大角向阶数决定，且子探测区域L的值至少为所述最大角向阶数的2倍；将外侧圆环区域与中心圆形区域之间的M‑2个圆环区域分别均匀划分成若干个子探测区域，子探测区域的大小与最外侧圆环区域中的子探测区域的大小尽量相等；步骤2、根据被测成像系统的系统参数以及成像探测器上每个划分的子探测区域，采用仿真方法得到传递矩阵H；步骤3、根据被测成像系统的系统参数以及成像探测器上每个划分的子探测区域，采用仿真方法得到成像系统在零像差时各子探测区域的归一化光强组成的归一化光强矩阵I₀；步骤4、在实际测量时，记录此时各个子探测区域探测到的归一化光强大小，得到有像差时所有子探测区域探测到的归一化光强组成的矩阵I；由ΔI＝I‑I₀，得到归一化光强变化矩阵ΔI；其中，各子探测区域上的归一化光强为各自区域上所有像素点探测到的光强之和再进行归一化处理；步骤5、根据成像探测器上的归一化光强变化矩阵ΔI与传递矩阵H以及Zernike多项式系数向量A之间的线性关系：ΔI＝H×A得到各阶Zernike多项式系数：A＝H⁺ΔI其中，H⁺是传递矩阵H的伪逆矩阵；步骤6、将步骤5得到的各阶Zernike多项式系数代入到表征瞳面波前误差的前N项Zernike多项式的线性叠加式中：得到瞳面相位分布其中，(x₀,y₀)是瞳面上的位置坐标，Zernike多项式系数向量A＝{a₂,a₃,...,a_N}^T，Z_i(x₀,y₀)是第i阶Zernike多项式。