中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光物理聯(lián)合實驗室張軍勇課題組利用斐波那契光子篩實現(xiàn)了曲率傳感的單次曝光波前診斷與成像，相關(guān)成果發(fā)表在［Applied Physics Letters， 115， 234101 （2019）］。
近年來自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)不斷提高對動態(tài)實時測量的要求，以更好地適應(yīng)高能激光、天文觀測、光學(xué)通訊等領(lǐng)域。不同于基于波前斜率的波前傳感技術(shù)，曲率傳感是波前的二階導(dǎo)數(shù)，其與相位分布的聯(lián)系滿足泊松方程，而變形鏡的控制信號與變形量關(guān)系也恰滿足該方程。利用這一特點，無須經(jīng)過計算就可通過響應(yīng)矩陣控制方法實現(xiàn)對曲率型變形鏡的直接操控，縮短了自適應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)時間，提高了自適應(yīng)系統(tǒng)的在線實時性。
波前曲率傳感是通過測量離焦面上的光強分布求得波前的曲率和相位分布。若要實現(xiàn)單次測量，需要同時至少記錄焦平面前后的兩層光強。振幅型斐波那契光子篩具有三維陣列衍射極限焦點功能，通過對待測物體的多重全同拷貝，將沿軸向分布的強度圖映射到徑向方位，單一探測器單次曝光即可實現(xiàn)多個不同傳輸面的同時記錄，這就規(guī)避了曲率傳感通常所采用的分時多次曝光。課題組所采用的技術(shù)巧妙利用中間的焦平面作為絕對基準(zhǔn)定位面，光路結(jié)構(gòu)決定了兩個離焦面的距離恒等，實現(xiàn)了測量面之間的鎖距，解決了離焦面的高精度定位問題。
光學(xué)段的實驗驗證了所提方法的有效性，這為進(jìn)一步開展短波段的波前診斷與成像奠定了良好基礎(chǔ)。對于更長的光波而言，可以設(shè)計成位相型衍射透鏡，提高衍射效率，增強對弱信號的檢測與成像能力。該項研究得到國家自然科學(xué)基金和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會的支持。
近年來自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)不斷提高對動態(tài)實時測量的要求，以更好地適應(yīng)高能激光、天文觀測、光學(xué)通訊等領(lǐng)域。不同于基于波前斜率的波前傳感技術(shù)，曲率傳感是波前的二階導(dǎo)數(shù)，其與相位分布的聯(lián)系滿足泊松方程，而變形鏡的控制信號與變形量關(guān)系也恰滿足該方程。利用這一特點，無須經(jīng)過計算就可通過響應(yīng)矩陣控制方法實現(xiàn)對曲率型變形鏡的直接操控，縮短了自適應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)時間，提高了自適應(yīng)系統(tǒng)的在線實時性。
波前曲率傳感是通過測量離焦面上的光強分布求得波前的曲率和相位分布。若要實現(xiàn)單次測量，需要同時至少記錄焦平面前后的兩層光強。振幅型斐波那契光子篩具有三維陣列衍射極限焦點功能，通過對待測物體的多重全同拷貝，將沿軸向分布的強度圖映射到徑向方位，單一探測器單次曝光即可實現(xiàn)多個不同傳輸面的同時記錄，這就規(guī)避了曲率傳感通常所采用的分時多次曝光。課題組所采用的技術(shù)巧妙利用中間的焦平面作為絕對基準(zhǔn)定位面，光路結(jié)構(gòu)決定了兩個離焦面的距離恒等，實現(xiàn)了測量面之間的鎖距，解決了離焦面的高精度定位問題。
光學(xué)段的實驗驗證了所提方法的有效性，這為進(jìn)一步開展短波段的波前診斷與成像奠定了良好基礎(chǔ)。對于更長的光波而言，可以設(shè)計成位相型衍射透鏡，提高衍射效率，增強對弱信號的檢測與成像能力。該項研究得到國家自然科學(xué)基金和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會的支持。
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