人眼色差对夏克-哈特曼探测器影响分析

"人眼色差对夏克-哈特曼波前探测器的影响" 本文主要探讨了在自适应光学成像系统中，特别是在获取高分辨率视网膜血管图像时，人眼色差如何影响夏克-哈特曼波前探测器的性能。夏克-哈特曼波前探测器是一种广泛应用于光学系统中，用于测量和校正波前像差的设备。在双光源照明模式下，由于人眼的色散特性，不同波长的光线通过人眼时会经历不同的折射，导致探测到的波前与实际需要校正的波前存在差异。 首先，文章介绍了采用36项Zernike多项式来拟合人眼的波前像差。Zernike多项式是一种标准的数学工具，用于描述和量化光学系统的各种像差，包括球差、彗差、畸变等。通过对人眼模型（Liou & Brennan模型眼和Navarro模型眼）以及真实人眼的分析，研究了561nm和785nm两种波长下的人眼色差。结果显示，561nm光的波前色差均方根值（RMS）为0.09λ，785nm光的RMS值为1.44λ。去除离焦项后，两者的RMS值分别降低至0.0025λ和0.01λ。 对于真实人眼，两光源的波前色差RMS值达到了1.92λ，而在去除离焦项之后，这一数值降为0.04λ。这里提到的离焦项是由于色差导致的焦点位置变化，它是色差影响的主要表现。根据Maréchal判据，如果除离焦项外的其他波前像差影响的RMS值小于衍射极限的1/14λ，则这些影响可以视为可忽略。因此，尽管人眼的色差导致了一定程度的离焦，但对其他波前像差的影响相对较小。 为解决这个问题，文章提出可以通过移动成像相机来补偿由色差引起的离焦量。这种方法表明，即使在考虑人眼色差的情况下，采用双光源照明的视网膜血管自适应光学成像方案仍然是可行的，能够有效地纠正波前像差并获得高质量的成像结果。 这篇研究强调了在进行自适应光学成像时，必须考虑到人眼的色散特性，以及它对波前探测器的影响。通过对色差的精确建模和补偿策略，可以提高成像系统的性能，尤其是对于高分辨率的眼科成像应用，如视网膜血管成像，这是极其关键的。