背景纹影波前传感(background oriented schlieren based wavefront sensing, BOS-WS)是利用背景纹影技术测量光学波前二维分布的新型实验手段,可定量测量光线通过干扰场后产生的光学畸变并给出光程差。为了利用BOS-WS技术获得光线因气动光学效应产生的畸变信息,并通过已知畸变信息还原原始图像,进而探索一种新型的超声速成像制导方法,本文通过理论分析,验证了利用背景纹影技术测量光学波前的方法,探索了利用已知波前信息预测畸变位移场以及利用已知位移场进行波前重构的计算方法。通过数值模拟比较了一阶梯形积分算法和Southwell方法在波前重构上的误差大小和结果合理性,并通过误差分析证明了Southwell方法更加精确合理。通过蜡烛火焰上方流场畸变实验和透镜对波前的扰动实验,创造性地探索了利用已知光学光程差还原畸变位移场及用其校正畸变图像的方法,并通过验证性实验证明了校正方法的有效性。
气动光学 背景纹影 光学畸变 波前重构