1 江南大学 理学院,江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心,江苏 无锡 214122
3 光电对抗测试评估技术重点实验室,河南 洛阳 471003
自适应光学技术被广泛应用于人眼像差的校正,从而实现眼底细胞和微血管进行高分辨率成像。传统自适应光学系统受夏克哈特曼波前探测器的动态范围限制,只对部分人群适用,无法对高屈光不正人群进行眼底高分辨率成像。为了提高眼底自适应光学成像系统普适性,本文设计了一种基于音圈变形镜高分辨率眼底自适应光学成像系统:引入Badal调焦系统,能够对人眼屈光度在-8~8 D的眼底进行高分辨率成像;用轴锥透镜组代替传统的环形光阑,控制正、负轴锥透镜间距可以调节环形光内径,以适应不同人眼的角膜,同时避免角膜反射的杂光;通过视标引导实现大视场成像。仿真结果表明,照明子系统在眼底视网膜照度分布均匀;在设定的公差范围内,至少有90%的MTF值在25 lp/mm达到0.21(对应视网膜上4 μm)。在实验室搭建了相应的光路,对大畸变的模拟人眼进行了成像,获得了较好的成像效果。
自适应光学 人眼像差 音圈变形镜 眼底成像 adaptive optics human ocular aberrations voice coil deformable mirror fundus imaging
1 江南大学 理学院,江苏 无锡 214122
2 光电对抗测试与评估技术重点实验室,河南 洛阳 471003
3 江苏省轻工光电工程技术研究中心,江苏 无锡 214122
压缩感知技术用于光学波前测量时,常规的斜率恢复方法精度较低,难以测量大气湍流引起的复杂波前,本文利用深度神经网络进行斜率恢复,提高斜率恢复精度,从而提高压缩波前探测方法测量大气湍流波前的精度。传统的压缩波前探测方法在稀疏化过程中忽略相对较小的斜率值,导致波前测量误差的增加。为了快速测量大气湍流引起的复杂波前,本文提出了一种深度神经网络,可以高精度地恢复斜率,从而提高了波前重构的精度。在压缩比为0.1~0.9情况下,基于深度神经网络的压缩波前探测算法(DNNCWS)的波前重构误差PV优于0.014 μm,算法的运行时间为4.4 ms。在暗弱星等情况下,残差波前的峰谷值(PV)优于0.011 μm。模拟结果表明,DNNCWS具有良好的抗噪声性能。深度神经网络DNNCWS提高了压缩波前的探测精度,可以用于测量大气湍流引起的复杂像差,还可用于其他自适应光学应用,如激光通信和视网膜成像。
压缩波前探测 自适应光学 大气湍流 compressed wavefront sensing adaptive optics atmospheric turbulence
1 苏州科技大学物理科学与技术学院,江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室,江苏 苏州 215009
2 江南大学理学院,江苏 无锡 214122
3 北京联合大学数理部,北京 100101
4 中国航天科技集团公司上海卫星工程研究所,上海 201109
随机并行梯度下降(SPGD)算法广泛应用于光学系统静态像差校正,其性能指标对校正效果影响较大。由于传统的环围能量(EE)校正精度低、平均半径(MR)稳定性差,提出性能指标组合法,以实现静态像差的高精度、稳定校正。所提方法将EE与MR性能指标相结合进行像差校正,首先以EE作为性能指标对畸变图像进行校正,待能量集中于环围区域后,利用MR性能指标继续进行校正,直至能量分布均匀,校正终止。首先进行了校正仿真,结果显示:相比于EE和MR方法,性能指标组合法对静态像差的校正精度高、稳定性好。搭建实验光路,验证了所提方法的有效性。模拟和实验结果均表明,采用性能指标组合法可以获得高的校正精度且校正稳定。该方法可以应用于光学系统静态像差的校正和消除,实现其接近衍射极限的光学性能。
成像系统 随机并行梯度下降算法 静态像差 性能指标 校正精度 稳定性
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China
2 Tianjin Key Laboratory of Film Electronic and Communication Device, Engineering Research Center of Communication
In order to characterize the metallic-oxide grayscale films fabricated by laser direct writing (LDW) in indium film, a new method with micro-Raman spectroscopy and atomic force microscope (AFM) is proposed. Raman spectra exhibit the characteristic band of In2O3 centered at 490 cm-1, in which the intensities increase with the decreasing optical density of the In-In2O3 grayscale films. The mapping information of Raman spectra shows that the signal intensities of the film in the same grayscale area are uniform. Combining with the information of In-In2O3 grayscale film from AFM, the quantitative relationship between the concentration of In2O3 and the Raman signal intensity is shown. Compared with the conventional methods, the resolution of micro-Raman scattering method is appropriate, and the scanning speed is proper to analyze the structure of metallic-oxide grayscale films.