光学成像系统光学波前的单焦面高精度测试方法

摘要

光学成像系统光学波前的单焦面高精度测试方法，涉及一种光学测试技术领域，它解决现有相位恢复算法中出瞳振幅分布不均匀和快速傅里叶变换引入计算误差的问题，并且为消除图像采集过程中振动对检测精度产生的影响提供解决方案，其方法：搭建光学成像系统的检测平台；采用检测平台中的探测装置检测待测镜头的焦面位置，探测装置获得待测镜头的离焦星点图像；根据获得的离焦星点图像选取有效数据，计算光学系统的光瞳函数；对获得的光瞳函数提取相位，获得光学成像系统的光学波前。所述计算光学系统的光瞳函数采用泽尼克多项式、扩展奈波尔泽尼克多项式和广义逆矩阵计算。本发明低成本、精度高，适合于光学成像系统的生产企业、科研和检测单位使用。

主权项

光学成像系统光学波前的单焦面高精度测试方法，该方法由以下步骤实现：步骤一、搭建光学成像系统的检测平台；步骤二、采用步骤一所述的检测平台中的探测装置检测待测镜头（4）的焦面位置，由显微物镜（5）、适配器（6）和传感器CCD（7）组成的所述探测装置的光学放大倍率高于100倍，所述探测装置获得待测镜头（4）的离焦星点图像；步骤三、根据步骤二获得的离焦星点图像选取有效数据，计算光学系统的光瞳函数；所述计算光学系统的光瞳函数采用泽尼克多项式、扩展奈波尔泽尼克多项式和广义逆矩阵计算；具体为：光学系统的点扩散函数采用扩展奈波尔泽尼克多项式矩阵乘以泽尼克系数矩阵的方式，Im=Vm×Am，Im为采集的光强值组成的列矩阵；Am是由泽尼克系数的实部和虚部组成的行矩阵；Vm是由扩展奈波尔泽尼克多项式组成的矩阵，采用广义逆矩阵方式，Am=(V′mVm)‑1V′m×Im，求解矩阵Am，获得泽尼克系数；泽尼克多项式乘以所述的泽尼克系数，获得光瞳函数；对获得的光瞳函数提取相位，获得光学成像系统的光学波前。