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用于人眼像差测量的夏克哈特曼波前传感器

作　者: 华力为
导　师: 高志山
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 人眼像差夏克哈特曼波前传感器 ZEMAX 光斑质心
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 238次
引　用: 2次
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内容摘要

人眼的成像状况直接影响着人类的日常生活,对人眼像差的分析有着非常重要的意义。夏克哈特曼(S-H)波前传感技术可以快速准确地获得波前误差,近些年开始用于对人眼像差的探测。透镜阵列是夏克哈特曼波前传感器的核心部件,如何通过透镜阵列焦面上光斑信息,准确快速对波前进行重构,是夏克哈特曼传感技术的核心问题。本论文围绕人眼波前重构核心问题展开研究。首先,研究了夏克哈特曼波前传感技术的基本原理,重点研究了透镜阵列的参数与传感器性能之间的关系,通过对实际采集人眼波面前数据分析,分析出适合人眼波前探测的透镜阵列参数;然后,研究了光斑质心坐标探测方法以及质心偏移算法,针对现有质心偏移算法的缺陷选择了适合于人眼波前特性的计算方法;之后,研究了用泽尼克多项式对波前进行重构的方法;最后,通过ZEMAX模拟出人眼畸变波前通过透镜阵列产生的光斑图,使用MATLAB模拟出了质心探测,质心偏移,波前重构的算法,模拟结果表明,程序复原人眼波前与ZEMAX中预设波前基本吻合,复原误差小于10%。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-11
  1.1 论文的研究背景及意义  7
  1.2 人眼波前技术的发展概况  7-10
  1.3 论文的主要研究内容  10-11
2 夏克哈特曼波前传感器测量人眼像差的基本原理  11-25
  2.1 夏克哈特曼波前传感器基本原理  11-12
  2.2 光斑阵列的质心探测  12-16
  2.4 光斑质心偏差计算  16-17
  2.5 波前的泽尼克模式描述  17-19
    2.5.1 波面的表示  17-18
    2.5.2 从单项式变换为泽尼克多项式  18-19
  2.6 人眼的基本结构  19-21
    2.6.1 人眼的生理结构  19-20
    2.6.2 人眼的光学结构  20-21
  2.7 人眼像差的定义  21-22
  2.8 测量原理  22-24
  2.9 本章小结  24-25
3 质心偏差计算  25-31
  3.1 质心偏差计算的基本思想  25-28
    3.1.1 外推法  25-26
    3.1.2 基于外推法的改进算法  26-28
  3.2 算法模拟  28-30
    3.2.1 算法程序流程  28-29
    3.2.2 程序验证实验  29-30
  3.3 本章小结  30-31
4 适合人眼探测的夏克哈特曼波前传感器参数设定  31-42
  4.1 微透镜阵列  31-35
    4.1.1 微透镜阵列的种类  31
    4.1.2 子透镜的主要参数与传感器性能的关系  31-35
  4.2 人眼波前与夏克哈特曼透镜阵列空间分辨率关系  35-36
  4.3 瞳孔处波面的几何面形分析  36-41
    4.3.1 基本实验参数设置  36
    4.3.2 波面方程的一阶差分与二阶差分  36-39
    4.3.3 中心部位  39-41
  4.3 本章小结  41-42
5 算法仿真  42-59
  5.1 光斑图像的获取  42-51
    5.1.1 ZEMAX中自定义面型  42
    5.1.2 ZEMAX中通过泽尼克面型引入各种像差  42-44
    5.1.3 ZEMAX中物理光学传播分析  44-46
    5.1.4 光斑图像的获取  46-47
    5.1.5 非正视眼具体参数设置模拟  47-51
  5.2 光斑图像的质心提取  51-52
  5.3 光斑质心偏差计算  52-54
  5.4 波面复原  54-58
    5.4.1 波面复原算法  54-55
    5.4.2 波面复原结果  55-58
  5.5 本章小结  58-59
6 全文总结  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-66

用于人眼像差测量的夏克哈特曼波前传感器

内容摘要

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