中国激光2012,Vol.39Issue(11) :148-155.DOI:10.3788/CJL201239.1108011

用方形区域内的标准正交多项式重构波前

Wavefront Reconstruction with Orthonormal Polynomials in a Square Area

李萌阳 李大海 王琼华 赵霁文 章辰 陈盈锋 张充
中国激光2012,Vol.39Issue(11) :148-155.DOI:10.3788/CJL201239.1108011

用方形区域内的标准正交多项式重构波前

Wavefront Reconstruction with Orthonormal Polynomials in a Square Area

李萌阳 1李大海 1王琼华 2赵霁文 1章辰 1陈盈锋 1张充1
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作者信息

  • 1. 四川大学电子信息学院,四川成都610065
  • 2. 四川大学电子信息学院,四川成都610065;视觉合成图形图像技术国家重点学科实验室,四川成都610064
  • 折叠

摘要

提供了一种方形区域上归一化Zernike正交基的生成方法.它采用线性无关组Gram-Schimdt正交组构造方法,根据线性代数内积、欧氏空间及其正交性和范数的相关概念,对标准Zernike多项式进行正交处理,得到了一组新的正交多项式——Z-square多项式.采用该正交基实现了方形区域内波前模式的拟合,它不仅可由Z-square模式的集合直接对波前进行表示,而且也可以通过线性反变换,将Z-square多项式表示成标准的Zernike模式的线性组合,使被分解的波前模式与像差之间有明确的对应关系.实验表明,它不仅可以对透镜设计中的波前像差函数进行有效的拟合,而且也能对Hartmann-Shack波前传感器测试得到的实际相位数据进行拟合.

Abstract

An orthonormal square Zernike basis set is generated from circular Zernike polynomial apodized square mask by use of the linearly independent set Gram-Schmidt orthogonalization technique. Based on the concepts of inner product, Euclidean space and norm in the linear algebra, a standard Zernike polynomial set is made orthogonal and a new orthonormal basis of polynomials named Z-square polynomial is established. Wavefront data in square aperture can be fitted with our new orthonormal set. It can not only fit the wavefront data with Z-square basis set itself, but also can be linearly composed of standard Zernike basis set by linear reverse transform and endows the decomposed wavefront modes with a correspondent aberration meaning. The experimental results show that the Z-square polynomial set can fit the wavefront aberration data in lens design efficiently and can also fit the practical wavefront phase data of Hartmann-Shack wavefront sensor testing, it provides a method of wavefront data analysis.

关键词

测量/波前重构/Zernike多项式/方形区域/Z-square多项式

Key words

measurement/wavefront reconstruction/Zernike polynomial/square area/Z-square polynomial

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基金项目

国家自然科学基金(60877004)

出版年

2012
中国激光
中国光学学会 中科院上海光机所

中国激光

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子:2.204
ISSN:0258-7025
被引量14
参考文献量5
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