Датчик волнового фронта Советский патент 1991 года по МПК G02B27/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к адаптивной оптике и аппаратуре контроля волнового фронта.

Целью изобретения является повышение точности измерений

На чертеже представлена структурная схема датчика волнового фронта,

На схеме показ аны матрица М Я N линз 1, матрица1 фотоприемников 2, размерностью M xN, дифференциальные усилители 3, первые 4 и вторые 5 перемножители, источник 6 опорного напряжения, первые сумматоры 7, первые уси лители 8, вторые 9 и третьи Ю сумматоры, вторые усилители 11„

При этом выходы дифференциальных усилителей 3 соединены с соответствующими первыми входами первых перемножителей 4 и дополнительно с соответствующими входами вторых перемножителей 5, выходы источника 6 опорных напряжений соединены с соответствующими вторыми входами первых 4 и вторых 5 перемножителей, выходы первых перемножителей соединены с первыми инвертирующими входами соответствующих первых сумматоров 7, выходы вторых перемножителей соединены с вторыми не- йнвертирующими входами соответствующих первых сумматоров Выходы каждого сумматора соединены с входами пары первых усилителей 8, выходы которых соединены с входами соответствующих вторых сумматоров 9, выходы первой половины вторых сумматоров 9 соединены с первыми входами третьих сумматоров 10, выходы второй полови- ны вторых сумматоров 9 - с вторыми входами третьих сумматоров 10, выходы третьих сумматоров 10 - с входами соответствующих вторых усилителей 11.

0

5

0

5

0

5

Датчик работает следующим образом.

Свет фокусируется матрицей линз 1 на матрицу квадрантных фотоприемников 2. При этом в каждом локальном участке, ограниченном апертурой линзы, сфокусированное пятно смещается относительно оптической оси в зависимости от локального наклона волнового Фронта. Это приводит к появлению разностных сигналов, которые усиливаются дифференциальными усилителями 3, Выходные сигналы, пропорциональные К;:, где ij - индексы субапертуры, поступают на перемножители 4 и 5, куда поступают также сигналы от источника 6 опорных напряжений (например, делителя) о Происходит умножение Х{+, л X. К j,; и Xj -xK , j (соответственно в 4 и 5)„ Выходные сигналы перемножителей подаются на первые сумматоры 7 (Х}., X; - координаты субапертур), где фокусируются величины

bj-xi4, «-,

После этого блоки 8-9 (первые усилители и сумматоры) по существу решают матричное уравнение вида

, находя ),

где X - матрица координат (X...,Xj„ „.), К - матрица вычисленных значений

к К

U

Е - единичная матрица; С - матрица с элементами

I I

И i fU-li

.

С выходов сигналы.

сумматоров 9 снимаются пропорциональные в первой половине сумматоров локальным наклонам по оси X, во второй - по оси У. Их суммирование в сумматорах 10 с последующим усилением в усилителях 1 дает значения фазы волнового фронта в соответствующих субапертурах„

Формула изобретения Датчик волнового фронта, содержащий устройство деления волнового фронта на NM субапертур, матрицу квадрантных фотоприемников и 2Ш дифференциальных усилителей, причем первые и вторые выходы квадрантных фотоприемников матрицы соединены с соответствующими входами первой половины дифференциальных усилителей, третьи и четвертые выходы квадрантных фотоприемников соединены с первыми и вторыми входами второй половины дифференциальных усилителей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно введено 2NM первых перемножителей, MN-2N-2M вторых перемножителей, источник опорного напряжения, 2MN первых сумматоров,

Ш(М+М) первых Усилителей, 2MN вторых сумматоров, MN третьих сумматоров, MN вторых усилителей, выходы диффе- ренциальных усилителей соединены с соответствующими первыми входами первых перемножителей и дополнительно с соответствующими входами вторых перемножителей, выходы источника

0 опорных напряжений соединены с соответствующими вторыми входами первых и вторых перемножителей, выходы первых перемножителей соединены с первыми инвертирующими входами соответствующих первых сумматоров, выходы вторых перемножителей соединены с вторыми неинвертирующими входами соответствующих первых сумматоров, выходы каждого сумматора соединены с входа- ми пары первых усилителей, выходы которых соединены с входами соответ - ствующих вторых сумматоров, выходы первой половины вторых сумматоров соединены с первыми входами третьих сумматоров, выходы второй половины вторых сумматоров соединены с вторыми входами соответствующих третьих сумматоров, выходы третьих сумматоров соединены с входами соответствующих

0 вторых усилителей.

5

0

5

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к адаптивной оптике и аппаратуре кон-, троля волнового фронта. Цель изобре- тения - повышение точности измерений. В известном устройстве, содержащем матрицу N х М линз 1, матрицу квадрантных фотоприемкиков 2 N )( М и 2х N кМ дифференциальных усилителей 3, новым является то, что дополнительно введено 2 N л М первых перемножителей 4, MN-2N-2M вторых перемножителей 5, источник 6 опорного напряжения, 2 NjfM первых сумматоров 7, NM(NXМ) первых усилителей 8, 2 N X М вторых суммато