基于MATLAB的哈特曼波前传感器10x10子孔径波前重构系统

资 源 简 介

本MATLAB系统专门用于计算10×10子孔径布局下哈特曼波前传感器的波前重构矩阵。通过构建梯度测量与波前相位的映射关系，结合Zernike多项式模型，实现高精度的波前重构矩阵快速生成，适用于光学检测与自适应光学系统仿真。

详 情 说 明

基于哈特曼波前传感器的10×10子孔径波前重构矩阵计算系统

项目介绍

本项目实现了一套专门用于计算10×10子孔径哈特曼波前传感器波前重构矩阵的系统。系统通过建立子孔径梯度测量与波前相位之间的精确数学模型，采用Zernike多项式基函数展开技术，构建基于最小二乘法的波前重构矩阵。该系统为波前相位恢复提供核心计算基础，确保波前重构的准确性和可靠性。

功能特性

• 精确建模：建立子孔径梯度测量与波前相率的精确数学映射关系
• Zernike多项式展开：支持可配置阶数的Zernike多项式基函数描述波前相位
• 最小二乘重构算法：采用优化的最小二乘法求解波前重构矩阵
• 全面的输出分析：提供矩阵条件数分析、重构精度验证和可视化映射关系图
• 灵活的配置：支持传感器参数、参考波前和有效子孔径区域的灵活配置

使用方法

1. 配置输入参数：

- 设置传感器物理尺寸和子孔径间距参数 - 提供参考波前基准数据 - 指定Zernike多项式使用的阶数 - 定义10×10子孔径有效区域标识矩阵

1. 运行系统：执行主计算流程，系统将自动完成波前重构矩阵的计算

1. 获取输出结果：

- 波前重构矩阵（M×N维） - 矩阵条件数分析报告 - 重构精度验证数据 - Zernike模式系数与梯度映射关系图

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 需要安装优化工具箱（Optimization Toolbox）
• 内存建议4GB以上
• 磁盘空间至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心计算流程，包括传感器参数解析与验证、有效子孔径区域处理、Zernike多项式基函数生成、梯度-相位映射关系建立、最小二乘波前重构矩阵求解、矩阵条件数分析与性能评估，以及结果数据的可视化输出功能。该文件统筹协调各计算模块，确保波前重构矩阵的准确计算和系统功能的完整实现。