哈特曼-夏克波前传感器的插值重构算法

简介：
本研究探讨了一种改进的哈特曼-夏克波前传感器插值重构算法，旨在提高波前测量精度与效率。通过优化数据处理流程，实现了更高的动态范围和分辨率。 为了实现对高分辨率物镜进行高精度检测的目标，并利用Hartmann-Shack波前传感器完成这项任务，本段落提出了一种使用二维插值多项式替代传统的泽尼克(Zernike)多项式的模式重构方法。这种方法旨在优化被测波前的重建过程。 通过仿真实验验证了该方法的有效性：首先模拟了一个高分辨率物镜的设计波像差作为待测数据，在这种情况下计算出的重构误差均方根(RMS)值仅为0.0609λ，表明其具有较高的精度。此外，当以理想的球面波为测试对象时，发现随着拟合阶数的增加，该方法能够稳定地提高重建准确性。 进一步实验中分别对正弦波前、余弦波前和非球面波前进行重构，并且还考虑到了包含低级像差（如球差、彗形像差、场曲以及畸变）的一般情况下的复杂波前。通过对比使用泽尼克多项式与二维插值多项式的重建效果，发现后者在精度上具有明显优势，不仅能够提供更高的拟合准确性而且更加稳定。 综上所述，该研究提出了一种基于二维插值多项式的模式重构基底方法，并证明了其相对于传统泽尼克多项式而言，在复杂波前的高精度检测中具备显著的优势。