哈特曼波前传感器的Matlab仿真
满祥锟;曾晓东
【摘 要】目前哈特曼(Hartmann)传感器被越来越广泛的应用.文中介绍了Hartmann波前传感器原理,利用Matlab仿真了单束、双束光入射Hartmann波前传感器时的CCD上光强度图样,结果依然遵循夫琅和费衍射. 【期刊名称】《电子科技》 【年(卷),期】2009(022)005 【总页数】3页(P17-18,39)
【关键词】光学工程;Hartmann传感器;Matlab仿真 【作 者】满祥锟;曾晓东
【作者单位】西安电子科技大学技术物理学院,陕西,西安,710071;西安电子科技大学技术物理学院,陕西,西安,710071 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术 谭
4 ． ， r强 2009 年 第 22 卷 第 5 期哈 特 曼 波 前 传 感 器 的 Matlab 仿 真满祥锟 ，曾晓东（西安电子科技大学 技术物理学院， 陕西 西安 710071 ）摘 要 目前哈特曼( Hartmann)传感器被越来越广泛的应 用 。 文 中介绍 了 Hartmann 波前传感器原理 ， 利 用 Matlab 仿真 了单束 、 双束光入射 Hartmann 波前传感
器 时的 CCD 上光强度图样 ， 结果依然遵循夫琅和费衍射。关键词光学工程 ； Hartmann 传感器 ； Matlah 仿真中图分类号TP212文献标识码A 文章编号 1007 - 7820(2009)03 - 017- 02 Simulationof theHartmann-ShackSensorbyMatlab ManXiangkun,Zeng Xiaodong ( Schoolof
TechnicalPhysics, XidianUniversity, Xi'an710071, China) Abstract Hartmann-Shack sensorsarebeingusedincreasingly widely. This paperintroduces the princi- ple of Hartmann-Shacksensorsandsimulatesthe CCDpattemof the Hartmann-Shacksensorsin the caseof 8in- gle-beamincidentlightandtwo-beamlaser byMatlab. Resultsstillfollow FraunhoferDiffraction. Keywords optical engineering;Hartmannsensor;simulationbyMatlab 1Hartmann 波前传感器 的工作原理概述 Hartmann波前传感器可 以 同时测 量 出光场 的相位分布和强度 分布 ， 广 泛应用 于 自适 应 光学 系统 、光学元件 和 光学 系统 的检测 、 激 光光束质 量诊断和大气扰动测量等领域。波前传感器 由装在 CCD 前的孔径光阑组成 ， 图 1 是 Hartmann 波前传感器 的工作原理图。光束沿着 z 轴射 向传感器 ， 光 束 的波 前在孔 径阵列 面上被各孑 L径分成许多子 波前 ， 各个子波 前看成平面波 ， 通过孔径发生衍射 ， 在 CCD 上形 成衍射图样 ， 实际 为偏移定标光光点一定位移 的 光点。如图 1 所示 ， 黑点为该孔径对应 的定标光点 ， 白点 为偏 移 光 点 ， 偏 移量 分别 为 Ax 和 Ay ，此偏移量正 比于该孑 L径对应 的波前 的斜率 ， 所有 孔径合起来 ， 即可得 到各个子波前斜率 ， 通 过用CCD之后 的计算机进行数据处理 ， 进行波前相位收稿 日期 ： 2008-10-15作者简介 ： 满祥锟(1983-)， 男 ， 硕 士研究 生。 研究方 向 ：激光器强度噪声消除。重构 ‘ 1] 。孔径阵列面 D Ax1+ ． r 豳光源 图 1Hartmann 传感器工作原理 图 2用 于仿真的数学模型及理论结果 物理过程 ： 两束单色平面波 以 任 意角度 照射 到4x4 的孔径阵列上光束通过孔径阵列后用透镜聚焦成像 CCD 上观察衍射图样。数
学模型 ： 简单起见 ， 入 射光束采用 同源单色平面波 ， 为Ei=cos( ∞t-ki 。 ， +cPo)=cos （ “ - 后 l,x-klyy岛 l：z+ ‰ ）E2=cos( ∞t-k
2 ．， +cPo+Acp)=cos( “ -k2.X - k2 ，)， -khz+ 妒o+Ap ） 17谭4．，r强2009年第22卷 第 5期摘要目前哈特曼( Hartmann)传感器被越来越广泛的应 用 。 文 中介绍 了 Hartmann 波前传感器原理 ， 利 用A文章编号1007 7820(2009)03 - 017- 02 Simulationof theHartmann-ShackSensorbyMatlab Man Xiangkun, Zeng Schoolof TechnicalPhysics, XidianUniversity, Xi'an710071, sensors are beingusedincreasingly widely. This
paperintroduces the princi- ple of Hartmann-Shacksensorsandsimulatesthe CCDpattemof the Hartmann-Shacksensorsin the caseof 8in- gle-beamincidentlightandtwo-beamlaser byMatlab. Resultsstillfollow FraunhoferDiffraction. optical
engineering;Hartmannsensor;simulationbyMatlab 1 Hartmann波前传感器 的工作原理概述光束沿着 z 轴射 向传感器 ， 光 束 的波 前在孔径阵列 面上被各孑 L径分成许多子 波前 ， 各个子波前看成平面波 ， 通过孔径发生衍射 ， 在 CCD 上形成衍射图样 ， 实际 为偏移定标光光点一定位移 的光点。点白点 为偏 移 光 点 ， 偏 移量 分别 为 Ax 和 Ay ，此偏移量正 比于该孑 L径对应 的波前 的斜率 ， 所有孔径合起来 ， 即可得 到各个子波前斜率 ， 通 过用 CCD作者简介 ： 满祥锟(1983-)， 男 ， 硕 士研究 生。 研究方 向 ：重构‘1]。 Ax 1+ ．r豳光源图1Hartmann传感器工作原理 图用 于仿真的数学模型及理论结果物理过程 ： 两束单色平面波 以 任 意角度 照射到4 x4的孔径阵列上光束通过孔径阵列后用透镜色平面波 ， 为 Ei= cos(∞t -ki+cPo)=cos （ “ - 后 l,x-klyy岛l：z+‰ ） E2=cos( ∞t-k2+cPo +Acp)=cos( “ -k2.X - k2，)， - khz+妒o+Ap）哈特 曼波前传感器 的 Matlab 仿真取复振幅得Ei=e ‘ [‘ l， + ‘l，+ ‘I，+ 蜘]，
哈特曼波前传感器的Matlab仿真
