微透镜衍射效应对哈特曼探测器质心计算精度影响分析开题报告

1. 研究目的与意义

哈特曼探测器是一种常用的光波波前测量仪器，由于它具有光能利用率高、没有 2π不定性、可用于实时测量等优点，自从问世以来就在天文自适应光学、激光光束质量监测、光学检测等方面得到广泛的应用。研究者对光斑质心算法进行了大量研究，并给出了一些提高光斑质心坐标精度的计算方法。但是都是针对CCD量子噪声，读出噪声等进行分析，没有考虑微透镜的衍射原因导致的误差。哈特曼探测器利用微透镜阵列的各个光斑质心偏移量进行波前斜率计算，从而重构波前信息。质心计算精度决定着哈特曼探测器的波前探测精度。微透镜阵列的尺寸在百微米量级，和光波长可以比拟，因此衍射效应不可忽略。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

微透镜阵列中单个透镜的尺寸在百微米量级，此时不能按照几何光学来考虑，需要定量分析其衍射效应。本论文主要研究微透镜衍射效应对哈特曼探测器的光斑质心计算精度的影响，首先依据惠更斯原理编写衍射效应分析软件，然后分析微透镜口径、曲率半径等对衍射效应的影响，最后分析衍射光强分布对光斑质心计算精度的影响，同时结合实验进行理论分析结果的验证。

3. 研究的方法与步骤

（1）调研哈特曼探测器的工作原理、微透镜衍射效应的研究现状；

（2）掌握哈特曼探测器的质心计算方法；

（3）掌握圆孔衍射的计算方法；

4. 参考文献

[1]靳 龙，张 强 透镜对夫琅和费矩孔衍射光强分布的影响［j］ 内蒙古科技与经济 2020，446：85~87

[2]饶长辉，姜文汉，凌宁 应用哈特曼－夏克传感器测量大气湍流参数[j] 光学学报2002, 20(9):1201~1207

[3]郑翰清，饶长辉，饶学军，姜文汉，杨金生 基于哈特曼- 夏克波前传感器的波面拼接检测方法[j] 光学学报2009,vol. 29 (12): 3385~3389

5. 计划与进度安排

1)3月1日-3月14日 理清题目的研究意义和研究目的，撰写开题报告，翻译外文文献2)3月15日-4月15日 资料收集，进行理论分析模拟工作3)4月16日-5月16日 进行实验工作4)4月15日-4月30日 进行中期检查5)5月4日-5月20日 进行论文写作，完成论文初稿6)5月21日-5月31日 进行论文修改，定稿7)6月1日-6月6日 定稿、准备答辩材料8)6月7日-6月25日，依据答辩修改论文，整理材料，做好归档工作