波前

摘要： 变形反射镜是自适应光学系统的核心部件,也是开展自适应光学技术研究的首要研究对象.本文首先介绍了中国科学院光电技术研究所从事自适应光学特别是变形反射镜技术研究的历史背景,简述了光电所变形反射镜技术早期的发展脉络.然后介绍了光电所研制的变形反射镜在我国历代惯性约束聚变系统中的应用情况,也介绍了在天文光学观测领域典型的多单元变形镜技术及应用成果,随后还介绍了应用于生物医学等领域的紧凑型变形反射镜的发展情况和研究现状.最后介绍了光电所在变形反射镜技术新方向的研究情况.

摘要： 目的 应用血流向量成像新功能评估房间隔缺损(ASD)左室迹线、波前及心室内相对压的变化规律.方法 选取继发孔型ASD 94例,分为不伴、轻度、中度、重度肺动脉高压(PAH)组,健康志愿者31例为正常对照组,评估左室迹线、波前及心室内压差(IVPDs)变化规律.结果 (1)正常对照组、不伴PAH组、轻度PAH组左室迹线和波前成像均显示舒张期能顺利迅速直达心尖;中度、重度PAH组整体呈漩涡状不能顺利直达心尖;各组流动效率随肺压升高逐渐降低.(2)正常对照组与不伴PAH组各时相下IVPDs大小相近,轻度、中度、重度PAH组IVPDs随肺压升高逐渐降低(P＜0.05);各组IVPDs分别与E、e呈正相关,与E/e呈负相关.结论 迹线、波前及相对压成像可为定量评估ASD左室流体力学变化、PAH及心功能指数提供新参考.

摘要： 目的 应用超声血流向量成像(VFM)技术评价继发孔型房间隔缺损(ASD)右心室内迹线、波前和心室内相对压的变化规律,为定量评估ASD右心室流场运动和功能提供参考.方法 选取2019年9月至2020年4月在昆明医科大学附属延安医院就诊的继发孔型ASD患者97例,按照肺动脉高压(PAH)的不同程度进行分组:不伴PAH组[肺动脉收缩压(PASP)≤30 mmHg] 30例,轻度PAH组(PASP 30～50 mmHg) 25例、中度PAH组(PASP 50～70 mmHg) 22例和重度PAH组(PASP＞70 mmHg) 20例,同期选取健康志愿者29例为对照组.采用VFM技术分析右心室内迹线和波前的变化规律,并定量评估各组间主肺动脉内径(MPA)、右心室前壁厚度(RVAW)、左心室收缩末期偏心指数(LVEIs)、左心室舒张末期偏心指数(LVEId)、左心室射血分数(LVEF)、心室内压差(IVPDs)、右心室横径(RVTD)、右心房横径(RATD)、三尖瓣环收缩期位移(TAPSE)、右心室面积变化率(RVFAC)、Tei指数,三尖瓣E峰流速、A峰流速、E/A,三尖瓣环速度e、a、e/a以及E/e等参数,对以上参数与IVPDs进行相关性分析.结果 ①对照组、不伴PAH组与轻度PAH组右心室迹线和波前均显示舒张期能顺利到达心尖顶部;中度和重度PAH组整体呈漩涡状不能顺利到达心尖顶部,血流流动效率随PAH压力升高逐渐减低.②各组间MPA、RVAW、LVEIs、LVEId逐渐增大,LVEF逐渐减小(P＜0.05);与对照组和不伴PAH组比较,轻度、中度、重度PAH组RVTD、RATD逐渐增大(P＜0.05),Tei指数、E/e逐渐增大,TAPSE、RVFAC、E、E/A、e、e/a逐渐减小(P＜0.05).③与对照组和不伴PAH组比较,轻度、中度、重度PAH组IVPDs逐渐降低(P＜0.05),IVPDs峰值均出现在快速充盈期.④IVPDs分别与TAPSE、RVFAC、E、e呈正相关(r=0.848、0.735、0.915、0.822,均P＜0.05),与Tei指数、E/e呈负相关(r=-0.711、-0.905,均P＜ 0.05).结论 迹线、波前以及相对压成像可为定量评估ASD右心室血流流场变化、PAH压力大小及右心功能提供有价值的参考信息.

摘要： 对周期性规则波的研究主要集中在周期性变化的区域,而对波前的研究很少,对波前的认识有待深入.造波时,在波前区域,最前方的波浪波长会演化,波幅越来越小,波长越来越长.为了准确计算波前区域各种不同频率成分的瞬态波,论文应用多特征波数的新型线性深水层析水波理论在时域进行数值模拟,开展收敛性分析和得到收敛的结果后,对线性波前进行分析,并与线性解析解对比.研究表明线性深水层析水波理论的计算精度高,可对波前区域准确模拟.然后采用多特征波数的新型非线性深水层析水波理论对3种非线性波浪进行模拟,考察非线性对波前的影响.

摘要： 目的:评估正常眼和圆锥角膜眼的角膜高阶像差(HOAs).方法:使用OPD-Scan Ⅱ波前像差分析仪,评估80例80眼圆锥角膜(KC)患者和91例正常眼角膜表面参数.对两组受试者的Zernike系数第三阶到第六阶,原始彗差均方根(RMS),彗差和总高阶像差进行比较分析.结果:圆锥角膜眼和正常眼间测得的像差具有显著差异(P<0.001),相较于正常眼,圆锥角膜患者像差参数显著较高 (P<0.001).结论:通过OPD-Scan Ⅱ测量角膜波前像差在圆锥角膜眼中显著高于正常眼.%·AIM: To evaluate higher order aberrations (HOAs) of the corneal surface in normal and keratoconic eyes. ·METHODS:Using an OPD-Scan Ⅱ wavefront analyzer, aberrometric parameters of the corneal surface in one eye of 80 patients with keratoconus (KC) and 91 participants with normal eyes were evaluated. The Zernike coefficients from third- to sixth-order as well as root mean square (RMS) of primary coma, coma-like aberrations, and total HOA were calculated and compared between both groups. · RESULTS: Statistically significant differences were found in all aberrometric parameters between the measurements of the KC and normal participants (P<0.001). All of the aberrometric parameters were significantly higher in the KC patients compared to the normal group (P<0.001). ·CONCLUSION: Corneal wavefront measurements by means of OPD - Scan Ⅱ were significantly higher in keratoconic corneas than normal corneas.

摘要： 针对空间引力波望远镜皮米量级的极高光程稳定性需求,对系统中主镜组件进行了优化设计.采用微晶玻璃(Zerodur)作为反射镜材料,支撑结构材料为铟钢(4J36).首先,通过对反射镜参数的优化,使其在保证面形精度的同时镜体轻量化率达到了72%.然后,设计了一种双轴联杆型Bipod柔性反射镜支撑结构,并采用了侧面三点支撑的形式.以保证有效的支撑刚度及卸载效果为目的,建立了柔性铰链的数学模型,并基于Matlab对其尺寸参数进行了优化.最后,对优化设计后主镜组件进行了模态分析及振动试验,并完成了在轨分析与波前质量计算.结果显示,主镜组件的一阶固有频率为373 Hz,与试验结果的相对误差为3.5%;在轨环境下主镜面形精度达到8.9 nm(RMS);波前精度为 λ/5(λ=1064 nm).表明该反射镜组件满足设计指标要求.

摘要： 主要研究网状拉格朗日映射与勒让德映射的一般性.目的是给出焦散线与波前的一般分类.焦散的描述是从拓扑空间到结构空间拉格朗日子流形的临界值集合.拉格朗日和勒让德奇点在微分几何许多问题当中都可以找到,其中最成功的应用之一是对焦散线与波前奇异性的研究.

摘要： 无序介质的波前整形已经展现出超越传统光学的操纵能力，包括扩大体积、无像差聚焦和亚波长聚焦等。然而，由于无序介质的输入一输出特征（P变量）必须通过O（P）测进行全面确定，因此无序介质的实际应用仍然是一个挑战。

摘要： 提出一种基于四波前剪切干涉的显微定量相位成像方法,使用棋盘型位相光栅获得生物样品的干涉图,采用快速傅里叶法解得相位信息.实验测量可变形镜产生的随机波前,与ZYGO干涉仪的对照结果表明相位测量误差不超过3%,验证了四波前剪切干涉仪的相位探测精度.建立了一套基于四波前剪切干涉技术的显微定量相位成像系统,以小鼠肝癌活体细胞为样品,获得了清晰的强度图像和相位图像.实验结果表明基于四波前剪切干涉技术的系统可以实现高精度的定量相位成像,适用于生物活体细胞的相位显微成像研究.

摘要： Two-dimensional strip is a common flow control method to accelerate flow transition. The wavefront dis-tortion resulting from hypersonic boundary layer has been investigated in virtue of theoretical analysis and wind tunnel experiments. Wavefront measurement system is used to measure the wavefront distortion of hypersonic boundary flow, and compare the distribution of flow wavefront with and without strip. The results prove that high-precision wavefront measurement system can present not only wavefront but also density distribution before the flow transition of boundary layer. In addition, the experimental results show that the wavefront distortion in-creases quickly when the flow is obviously unstable. Finaly, comparing the distribution of wavefront induced by strip with the corresponding data without strip, we find that the mean wavefront, root mean square and peak-valey value of wavefront with strip are much larger than that without strip.%二维粗糙带是常用的加速流场转捩的流动控制方式,理论分析并用风洞实验研究二维粗糙带作用下的高超声速平板边界层引起的波前畸变特性.采用波前检测系统测量高超声速边界层流场的波前畸变,对比有无粗糙带情况下的流场波前分布.研究结果表明,在高超声速平板边界层发生转捩以前,高精度波前测量系统不仅可以给出高速流场的波前分布,同时还可以计算对应的密度场.实验结果还表明,马赫数为5的边界层流场明显失稳时波前畸变有大幅度提高;同时通过对比有无粗糙带时波前畸变特点发现,平板壁面加粗糙带后尽管边界层的流态未发生变化,但相同位置的平均波前、波前均方根和峰谷值明显增大.

摘要： 该文重点叙述了用WYKO公司24”相移干涉仪测量大尺寸光学元件波前的方法，元件的材料包含了光学玻璃、磷酸盐钕玻璃和KDP晶体等，形状有圆、方及多边形等，测量了光学元件的反射或透射波前，以及所对应的波前PSD测量结果，并讨论了应用波前PSD的意义和进一步的研究方法。

摘要： 本发明公开了一种高分辨波前检测装置及复原方法，包括缩束器、分光镜以及数据处理系统；所述分光镜沿所述缩束器出射光方向设置；所述分光镜分出的子光束方向设有波前传感器，且波前传感器的输入端沿子光束出射方向设置；所述波前传感器输出端与所述数据处理系统输入端连接。本发明的有益效果为其结构简单、运算速度快、抗振能力强、对测量光束线宽、相干性和偏振态无特殊要求、无需参考光、可实时记录波前变化过程、同时适用于连续光和脉冲光测量；突破了现有单台哈特曼波前传感器空间分辨率限制，实现了更高的空间分辨率测量，并且在提高空间分辨率的同时，保持动态范围不降低。

摘要： 一种横向剪切干涉波前重建过程中波前损失信息的补全方法，该方法通过周期性延拓差分波前，在不引入额外误差的情况下，将任意大小的波前延拓至可被剪切量整除的大小；经过延拓后，缺失的相位信息将表现为重建波前频域中一系列无法计算的奇点，通过插值的方式进行有效补全，进而提高干涉仪检测结果的精度。

摘要： 本申请涉及一种波前探测装置及基于波前探测的成像系统。其中波前探测装置中：接收镜头接收待处理光信号；波前校正器根据接收的校正信号对接收镜头接收的待处理光信号进行波前校正，并将校正后的光信号投射至分光器件；分光器件从波前校正器投射的光信号中提取与在视场内选定的信标光波长一致的第一光束，并投射第一光束至波前探测器；波前探测器根据第一光束探测待处理光信号的波前像差；波前控制器根据波前探测器探测的波前像差生成校正信号。通过在常应用的场景中选定一已知物体作为信标，利用待测物体所处环境中的已知的物体发出的信标光进行波前探测，不管白天还是夜晚，均能够保持稳定的探测效果，且能够适应多种场景。

摘要： 本发明公开了一种基于夏克‑哈特曼波前传感器的波前复原方法，该方法以理论远场光强分布和实测远场光强分布的相关函数作为目标函数，通过调制优化的随机并行梯度下降法复原波前。本发明以远场光斑强度分布作为算法的输入，充分利用子孔径内的信息，有效降低了夏克‑哈特曼波前传感器对高密度子孔径的依赖，提高了波前复原精度，以调制因子对Zernike系数扰动量进行空间和时间上的调制，可以避免算法陷入局部最优，加快算法收敛速度。与传统夏克‑哈特曼波前传感算法相比，本发明可以在同等子孔径条件下以更高精度复原波前，相同复原精度下以更少的子孔径数目完成波前复原，为弱光、高精度波前探测等领域提供了一种新的技术途径。

摘要： 本发明公开了一种四波前量子弱测量波前传感器及相关的波前复原方法，在传统的量子弱测量波前传感器基础上，引入分束器，通过一次探测即可以同时测得四束光光强分布，大大减少了测量时间，在此基础上，可以获得波前的水平与竖直斜率信息，进而实现实时波前传感，可其应用于光通讯、天文观测等需要对波前进行实时测量的场景中。

摘要： 本发明提供一种棱锥波前传感器及目标波前探测方法，其中的棱锥波前传感器包括沿光束传播方向依次设置的第一会聚透镜、视场光阑、角锥棱镜、第二会聚透镜和探测相机，角锥棱镜的顶点位于第一会聚透镜的焦点处，探测相机的探测平面共轭于角锥棱镜的顶点所在的平面；在第二会聚透镜与探测相机之间设置有微透镜阵列，微透镜阵列用于对探测相机上的目标信号与天光背景信号进行有效分离。本发明将角锥棱镜和微透镜阵列相结合，实现天光背景信号与目标信号的有效分离，并配合天光消除算法计算并去除每个子孔径的天光值，提取出目标的有效信息，更加适用于弱目标的探测，从而有效实现棱锥波前传感器在白天自然导星自适应光学系统中的应用。

摘要： 本发明公开了一种采用双通道偏振编码的波前传感系统、波前信息解码方法，首次利用了波前信号中的偏振信息，实现了光斑图案位置信息的偏振编码和解码，摆脱了传统夏克‑哈特曼传感器对光电阵列传感器的依赖，同时也解决了暗弱目标波前探测方面的痛点，探索了单点探测器在波前传感领域的应用潜力，也进一步拓展了自适应光学系统的应用领域。

摘要： 一种基于波前调制的大口径波前扫描测量装置及方法，装置包括：结构小孔，用于对大口径待测光束进行部分透光；编码板，设置于所述的结构小孔输出光束方向，用于对待测光束进行波前调制；光斑探测器，设置于所述的编码板输出光束方向，用于记录待测光束的衍射光斑；位移台，用于供所述的结构小孔、编码板和光斑探测器放置；控制及计算模块，分别与所述的光斑探测器和位移台相连，用于控制所述的位移台移动，以及获取光斑探测器记录的衍射光斑，并进行处理。本发明对于大口径器件的透过率复振幅测量具有重要的应用前景，具有精度高，速度快，装置简便，适用性广泛等优点。

摘要： 本发明公开了一种采用单通道偏振编码的波前传感系统、波前信息解码方法，首次利用了波前信号中的偏振信息，实现了光斑图案位置信息的偏振编码和解码，摆脱了传统夏克‑哈特曼传感器对光电阵列传感器的依赖，同时也解决了暗弱目标波前探测方面的痛点，探索了单点探测器在波前传感领域的应用潜力，也进一步拓展了自适应光学系统的应用领域。

摘要： 本发明公开了一种基于子光斑筛选的夏克‑哈特曼波前传感器波前复原方法，受大气湍流强度、传输距离、信标光回光特性、探测器动态范围受限等因素影响，待测光束近场光强分布不均匀且动态变化，波前传感器图像出现低信噪比区域、异形子光斑的情况，使子光斑质心即波前斜率计算误差增大，从而导致波前传感器的复原精度降低。针对上述问题，本发明首先根据夏克‑哈特曼波前传感器子光斑信噪比、形态、相似度、有效像素数等信息，将不满足评价指标的子孔径剔除，实现子光斑筛选，降低异常子孔径的斜率计算误差对全局波前复原的影响，进而可以提升夏克‑哈特曼波前传感器的波前探测精度。