變形鏡早期發展H.W.Babcock 在1953 年首先提出了自適應光學的概念，其主要方法就是在光瞳面放置一個光學“校正器”，并且通過實時控制來改變這個校正器的面形來補償大氣引入的像差。Babcock 的開創性論述中所提出的光學校正器叫做“Ediophor”，設想用一層薄的反射層覆蓋在一層油膜上面，然后在油膜上面施加電荷，靜電力使油膜根據電荷的空間分布產生相應的厚度變化，從而對入射的光線產生光程調制，這就是變形鏡的原型，如圖1。圖1 巴布科克提出的變形鏡原理但在當時的技術條件下沒能真正實現這樣的結構。之后隨著激光技術的發明和應用以及軍事研究的刺激，變形鏡的技術得以迅速發展，這也直接推動了自適應 ...

達到校正波前畸變的目的。一般可以通過反射鏡面的位置移動或傳輸介質折射率的變化來實現光程長度的改變。其中在自適應光學系統中應用最為廣泛的是基于反射鏡面位置移動的波前校正器（通常稱為變形鏡），其具有響應速度快、變形位移量大、工作譜帶寬、光學利用率高、實現方法多的優良特性。自適應光學系統能夠實時測量并補償各種干擾引起的光學系統的波前畸變，使光學系統具有自動適應外界條件變化從而保持最佳工作狀態的能力。基于這樣的優點，自適應光學一直以來被廣泛應用于天文觀測和激光傳輸等領域，獲得了極大的認同。而本世紀初隨著其它領域對自適應光學的逐漸增長的興趣，其應用范圍開始擴展，包括人眼視網膜成像系統、激光通信系統等。自 ...

流引起的波前畸變，使物鏡得到接近衍射極限的目標像。四波剪切干涉技術原理：剪切干涉技術基本原理是將待檢測的激光波前分成兩束，其中的一束相對于另一束橫向產生一些錯位，兩束錯位的光波各自保持完整的待測波前信息，相互疊合后，產生干涉現象，CCD/CMOS相機會接收干涉圖樣，進行相應的計算分析，從而利用傅立葉變換的相關計算，分析出待測波前的相位分布，以及強度分布等。基于干涉條紋的疏密度敏感于波前的斜率，因此波前傳感器在探測波前的偏離范圍較傳統的哈特曼傳感器具有更大的優越性。波前傳感器的典型應用光在傳輸的過程中會經過不同的介質，不同的介質由于其構成物質的分布不均勻，從而導致光的波前產生各種各樣的變化，自適 ...

流帶來的波前畸變。大氣湍流是因為大氣中局部的壓強，擴散速度，溫度等物理量會發生隨機的變化，因而導致大氣的折射率也會發生無規則的變化，當光經過大氣后波前會發生相應的畸變。如果不經過自適應光學系統的校準，觀測到的目標物或得到的觀測結果與實際的目標物或真實的結果會有非常大的偏差，觀測精度更無從談起。液晶空間光調制器(波前矯正器)的工作原理Meadowlark Optics公司的SLM（Spatial Light Modulator）使用的液晶材料為超高速液晶，利用液晶的雙折射效應及扭曲特性，當光進入雙頻液晶空間光調制器后，對應的o光和e光的折射率不同導致光束中的o光和e光分離。o光和e光在液晶空間光 ...

。光束輪廓的畸變，強度噪聲，指向波動都能被濾除，當然代價是損失一部分功率。2.5 總結本質上，主動光纖耦合與手動對準原理是相同的：光纖輸出作為調節光機械的反饋信號。然而，FiberLock能夠更快，更可靠，特別是更連續。一旦鎖定，耦合將永遠保持穩定。對于持續數天運行不加干涉的光學實驗以及非手動的光纖耦合激光的工業應用都是極其重要的。此外，在需要頻繁更換光學機構的應用中，FiberLock的掃描與搜索功能是非常有價值的。FiberLock可以不連接電腦，只依靠控制器上簡單有效的用戶面板操作。當然可視化操作和高級參數調整需要連接電腦。最后，通過對準一個光學元件優化一些高質量信號的需要會更加普遍，還 ...

前質量（波前畸變）單光子激發相比，雙光子激發具有更好的限制，因為由兩個光子同時激發的可能性與光強度的平方成正比。因此，雙光子激發以焦點距離的四次冪衰減[8]。然而，這種低激發的可能性使得操作模式對改變焦點的PSF的像差敏感。為了確保在大體積上的一致激發，校正顯微鏡中SLM和其余光學元件的像差是很重要的。許多用于表征和校正像差的算法都基于Zernike多項式。然而，對圓形孔徑的依賴不適用于描述正方形或矩形陣列的像差。已經開發了基于SLM的干涉子孔徑的替代策略[9]，以確保SLM的有效區域上的像差可以被校正到λ/ 40或更好。如圖7所示，由于使用了制造工藝，MLO SLM的本地波前像差很低。殘留誤 ...

前質量（波前畸變） 單光子激發相比，雙光子激發具有更好的限制，因為由兩個光子同時激發的可能性與光強度的平方成正比。因此，雙光子激發以焦點距離的四次冪衰減[8]。然而，這種低激發的可能性使得操作模式對改變焦點的PSF的像差敏感。為了確保在大體積上的一致激發，校正顯微鏡中SLM和其余光學元件的像差是很重要的。 許多用于表征和校正像差的算法都基于Zernike多項式。然而，對圓形孔徑的依賴不適用于描述正方形或矩形陣列的像差。已經開發了基于SLM的干涉子孔徑的替代策略[9]，以確保SLM的有效區域上的像差可以被校正到λ/ 40或更好。如圖7所示，由于使用了制造工藝，MLO SLM的本身的波前像 ...

簡化為單點無畸變相機成像模型：相機標定其實是為了對一個成像系統建模，以進行計算。模型計算必不可少的就是相機的內參矩陣和外參矩陣。這也是相機標定的求解目標之一。圖像的畸變及其矯正圖像的畸變由于相機鏡頭光線性能的不完美造成，可以通過技術改善，不能完全消除。越是廣角鏡頭畸變越嚴重。鏡頭畸變實際上是光學透鏡固有的透視失真的總稱，也就是因為透視原因造成的失真，這種失真對于照片的成像質量是非常不利的，畢竟攝影的目的是為了再現，而非夸張，但因為這是透鏡的固有特性（凸透鏡匯聚光線、凹透鏡發散光線），所以無法消除，只能改善。高檔鏡頭光學設計以及用料考究，利用鏡片組的優化設計、選用高質量的光學玻璃（如螢石玻璃）來 ...

解相機內參和畸變系數的經典方法。我們以表示像素坐標，以表示世界坐標。張氏標定法利用棋盤格標定板進行標定。利用相應的圖像檢測算法可以得到每一個角點的像素坐標。同時，張正友標定法規定，世界坐標系固定于棋盤格上，則棋盤格上的任意一點 。因此，角點的像素坐標 對應的世界坐標系下的。利用這一關系求解得出相機的內參矩陣，外參矩陣和畸變參數。張正友標定法求解內參矩陣和外參矩陣先后思路：求解內參矩陣和外參矩陣的積-->求解內參矩陣-->求解外參矩陣。單點無畸變相機成像模型為：其中為尺度因子； 是像素坐標的齊次坐標；是相機的內參矩陣，包含仿射變換和透視投影；是外參矩陣，包含剛體旋轉矩陣和平移變換矩陣 ...

光波波前發生畸變，而自適應光學（Adaptive optics）正是通過對這些畸變進行校正提高系統的成像質量。由于大氣湍流以及溫度變化都會導致空氣中折射率的變化，正是這些變化導致了待觀測物體發出或者反射的光波面發生扭曲，這樣一來將會使得傳統的成像系統成像質量和圖像分辨率下降。 自適應光學技術可以在一定程度上對這些扭曲的波面進行校正，該技術通過對這些波面的實時測量、控制和校正，使得整個光學系統可以自動的適應外界條件的變化，避免了波面扭曲對系統帶來的干擾，整個系統可以始終保持良好的工作狀態。 上海昊量光電設備有限公司可提供各種類型的變形鏡、波前傳感器及自適應光學系統。2、光學相干斷層掃描（OCT） ...