Датчик волнового фронта

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к адаптивной оптике и аппаратуре кон-, троля волнового фронта. Цель изобретения - 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

СОЮЗ СООЕТСНИХ

WIN

PECflVSllHH (Sl)5 С 02 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ ГИЯМ

Г1РИ ГННТ СССР (21) 4361099/10 (22) 07,.01, 88 . (46) 07,05,91, Бюл, М 17 (72) Д,А,Безуглов, Е.Н,Жаценко и В,Л.Тюриков (53) 535,312(088,8) (56) Freischlad К., Kobiopoulos С.L.

Proceedings of SPIE, 1985, v. 551, р, 74. (54) ДАТЧИК ВОЛНОВОГО ФРОНТА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности

„.,80„„1647496. А1

2 к адаптивной оптике и аппаратуре кон-. троля волнового фронта. Цель изобре- . тения — повышение точности измерений.

В известном устройстве, содержащем матрицу Nx М линз 1, матрицу квадрантных фотоприемников 2 N X M и 2"

«0 XM дифференциальных усилителей 3, новым является то, что дополнительно введено 2 N % М первых перемножителей

4, MN-2N-2М вторых перемножителей 5, источник 6 опорного напряжения, 2 NW первых сумматоров 7, NM(N X M) первых усилителей 8, 2 N X М вторых суммато1647496

СА=ХЕК, А=С (ХЕК), находя где ХК—

К е

Ci jа(И "1;

1 >j! ров 9, Их M третьих сумматоров 10 и

M X N вторых усилителей 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 б соединены с соответству- . ющими вторыми входами первых 4 и вто-.,10 рых 5 перемножителей. В свою .очередь выходы перемножителей 4 и 5 соединены соответственно с инвертирующими и не.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 показаны матрица M k N. линз 1, матрица(фотоприемников 2, Размерностью И N, дифференциальные усилители 3,,первые 4 и вторые 5 перемножители, источник 6 опорного напря жения, первые сумматоры 7., первые усилители 8, вторые 9 и третьи 10 сумма-. торы, вторые усилители 11.

При этом выходы дифференциальных - усилителей 3 соединены с соответствующими первыми входами первых перемно35 жителей 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 пе-45 ремножителей соединены с вторьпы неИнвертирующими входами соответствующих первых сумматоров. Выходы каждо го сумматора соединены с входами пары первых усилителей 8, выходы которых соединены с входами соответству50 ющих 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

Л входами третьих сумматоров 10, выходы третьих сумматоров 10 - с входами соответствующих вторых усилителей 11. инвертирующими входами первых сумматоров 7, выходы которых соединены с входами первых усилителей 8 по принципу один выход — два входа. Выходы усилителей 8 соединены с входами вторых сумматоров 9, выходы первой половины которых подключены к первым входам третьих сумматоров 10, а выходы второй половины — к вторым входам.

Выходы сумматоров 10 соединены с входами соответствующих усилителей

11. 1 ил.

Датчик работает следующим образом.

Свет фокусируется матрицей линз на матрицу квадрантных фотоприемников ?. 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). Происходит умножение Х, к

+Ч

Х К; и Х,„, К, (соответственно в 4 и 5). Выходные сигналы перемножителей подаются на первые сумматоры

7 (Х,+, Х, — координаты субапертур), где фокусируются величины

После этого блоки 8-9 (первые усилители и сумматоры) по существу решают матричное уравнение вида матрица координат (Х,,Х;...), матрица вычисленных значений к К у единичная матрица; матрица с элементами

20

30

Составитель А.Вольпов

Техред )Д, Сердюкова †Корректор С.Шекмар

Редактор И,Шулла

Заказ 1398 Тираж,341 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

16474

С выходов сумматоров 9 снимаются сигналы, пропорциональные в первой половине сумматоров локальным наклонам по оси Х, во второй — по оси У, Их суммирование в сумматорах 10 с последующим усилением в усилителях 11 дает значения фазы волнового фронта в соответствующих субапертурах..Формула изобретения

Датчик волнового фронта, содержащий.устройство деления волнового фронта на NN субапертур, матрицу квадрантных фотоприемников и 2ИМ дифференциальных усилителей, причем первые и вторые выходы квадрантных.

4 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, о т л и ч а ю щ и f. с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, дополнительно введено 2?1М первых перемножителей, NN-2N-2М вторых перемножителей, источник опорного напряжения, 2MN первых сумматоров, 96 6

ЮМ(11+М) первых усилителей, 2MN вторых сумматоров, MN третьих сумматоров, NN вторых усилителей, выходы дифференциальных усилителей соедичены с соответствующими первыми входами первых перемножителей и дополнительно с соответствующими входами вторых перемножителей, выходы источника 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 вторых усилителей,