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专利号: 2020112278314
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于Zernike模型系数优化的非球面窗口光学系统像差校正方法,其特征是,该方法包括以下步骤:步骤一,初步校正像差:在光学设计软件Code V中进行优化,初步校正像差;将非球面校正板的面形系数及曲率半径与三片球面光学透镜的厚度及曲率半径设置为优化变量,再加入Zernike多项式10~16项对应的五阶像差项的约束条件,将所有五阶像差的约束目标设为0,约束权重设为大于1的数值,设置完成使用软件进行优化;

步骤二,构建Zernike多项式系数和变形镜驱动器电压的转换矩阵:所用动态像差发生器为微机械变形镜,微机械变形镜的n个单元分别由n个驱动器电压控制(通常n>30),改变驱动器电压会使对应单元产生形变,控制所有驱动器电压使变形镜所有单元产生不同形变从而使变形镜产生面形:式中,vi是变形镜的第i个驱动器的控制电压,上式中(xi,yi)表示变形镜的第i个驱动器的位置,d是变形镜相邻驱动器之间的间距,α是高斯函数指数,ω是变形镜驱动器的交联值;

步骤一中已基本消除了五阶像差,用8项Zernike多项式可表示残余像差的波前信息,建立Zernike多项式和变形镜驱动器电压之间n×8的转换矩阵A:V=AC

其中:V为n×1的驱动器电压矩阵,C为8×1的Zernike系数矩阵;

步骤三,利用遗传算法进行优化:编写遗传算法,将光学系统的斯特列尔比作为算法的适应度函数,将Zernike多项式的8项系数作为算法的变量。运行遗传算法朝着斯特列尔比增大的方向进行优化,优化完成后得到一组Zernike多项式系数,将其写成8×1的矩阵的形式,得到矩阵C;

步骤四,将Zernike系数转换为驱动器电压:用步骤二得到的矩阵A乘以步骤三得到的矩阵C得到变形镜驱动器电压矩阵V;

步骤五,用变形镜校正像差:使变形镜驱动器电压改变为步骤四中得到的电压V,使变形镜产生对应的面型从而补偿像差。