CN106052885A - 一种波前传感器及波前像差的探测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种波前传感器及波前像差的探测方法，所述波前传感器包括第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；所述波前传感器采用所述六边形拼接微镜阵列替代现有技术中的角锥棱镜，利用反射所述入射光线的方法依次获得所述光瞳像，避免了当入射光线为白光时出现的色散问题，也不会由于角锥棱镜的棱边而带来衍射效应，从而降低了所述波前传感器的探测误差，提高了所述波前传感器的探测精度。另外，所述探测部所需面积较小，不仅降低了所述波前传感器的成本，而且提升了所述波前传感器的灵敏度，降低了读出时间。进一步的，所述六边形拼接微镜阵列为标准光学零件，其加工要求和成本要远远小于角锥棱镜的加工要求和成本。

Description

一种波前传感器及波前像差的探测方法

技术领域

本申请涉及光学器件技术领域，更具体地说，涉及一种波前传感器及波前像差的探测方法。

背景技术

自适应光学系统能够实时校正波前像差，从而使光学系统达到或者接近衍射极限的像质水平。近年来自适应光学系统被广泛应用于光学技术的各个领域，如地基天文观测、眼底成像、激光光束整形、激光武器和自由空间光通信系统等。

波前传感器是自适应光学系统的重要组成部件，主要用于实时探测所述自适应光学系统的波前像差。现有技术的波前传感器主要基于波前斜率探测理论实现，其具体结构如图1所示，包括：第一汇聚透镜、第二汇聚透镜、角锥棱镜(附图1中以四棱角锥棱镜为例，还可以为三棱角锥棱镜或其他种类的角锥棱镜)和探测器；其中，所述角锥棱镜的顶点设置于所述第一汇聚透镜的焦点处；在所述波前传感器的工作时，经过所述第一汇聚透镜汇聚的入射光线经过所述角锥棱镜后成为多束分束光线，多束所述分束光线经过所述第二汇聚透镜后在所述探测器表面形成多个光瞳像(附图1中以4个光瞳像为例)，所述多个光瞳像经过所述探测器转换后的输出信号(附图1中的I₁、I₂、I₃和I₄)可以用来计算所述入射光线的波前斜率，进而解算处所述入射光线的波前像差。

但是现有技术中的波前传感器存在如下问题，包括：

当入射光线为白光时，白光在经过所述角锥棱镜时会出现色散的情况，导致波前像差的探测出现误差；

所述角锥棱镜的棱边会带来严重的衍射效应，造成入射光线的能量损失以及成像于所述探测器表面的多个光瞳像的光强分布不均匀，进而带来入射光线波前像差的探测误差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种波前传感器及波前像差的探测方法，以解决传统的波前传感器由于色散问题或衍射效应而出现探测误差的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种波前传感器，包括：第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；其中，

所述六边形拼接微镜阵列由三个可翻转的六边形微镜拼接构成，其拼接中心设置于所述第一汇聚部的焦点，用于反射经所述第一汇聚部汇聚的入射光线；

所述第二汇聚部用于汇聚经所述六边形拼接微镜阵列反射的入射光线，使其成像于所述探测部表面，获得光瞳像；

所述探测部用于探测所述光瞳像，获得所述入射光线的波前信息。

优选的，所述六边形微镜为正六边形微镜；

所述拼接中心为三个所述六边形微镜的共同端点。

优选的，所述波前传感器还包括：

与所述探测部连接的计算部，用于根据所述入射光线的波前信息计算波前像差。

优选的，所述第一汇聚部和第二汇聚部均为会聚透镜。

优选的，所述探测部为电荷耦合元件探测器，用于将经所述多边形拼接微镜阵列反射的入射光线转换为电信号。

一种波前像差的探测方法，应用于上述任一实施例所述的波前传感器，所述波前传感器包括第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；所述波前像差的探测方法包括：

改变所述六边形拼接微镜阵列的可翻转六边形微镜的翻转状态，所述翻转状态包括反射面朝向所述第一汇聚部一侧的第一状态和反射面背离所述第一汇聚部一侧的第二状态，使预设数量个所述六边形微镜处于第一状态，剩余的所述六边形微镜处于第二状态，以获得入射光线的第一波前信息；所述预设数量为1或2；

改变所述六边形微镜的翻转状态，保持处于第一状态的所述六边形微镜为预设数量，并使得每个所述六边形微镜都经历所有的翻转状态，以获得入射光线的第二波前信息和第三波前信息。

优选的，还包括：

根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息计算入射光线的波前像差。

优选的，所述根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息计算入射光线的波前像差包括：

根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息获得第一波前导数、第二波前导数和第三波前导数；

根据所述第一波前导数、第二波前导数和第三波前导数计算入射光线的波前像差。

优选的，所述预设数量为2。

优选的，所述改变所述六边形微镜的翻转状态，保持处于第一状态的所述六边形微镜为预设数量，并使得每个所述六边形微镜都经历所有的翻转状态，以获得入射光线的第二波前信息和第三波前信息包括：

将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并改变另外两个所述六边形微镜的一个的翻转状态为第二状态，以获得入射光线的第二波前信息；

将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并将未经历过第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第二状态，以获得入射光线的第三波前信息。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种波前传感器及波前像差的探测方法，所述波前传感器包括第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；在进行波前像差的探测时，通过改变所述六边形拼接微镜阵列中的三个可翻转的六边形微镜的翻转状态即可依次在所述探测部表面获得携带入射光线不同波前信息的光瞳像，所述探测部通过探测所述光瞳像获得所述入射光线的波前信息，利用所述波前信息即可计算得出所述入射光线的波前像差，实现所述波前传感器的波前像差探测功能。

所述波前传感器采用所述六边形拼接微镜阵列替代现有技术中的角锥棱镜，利用反射所述入射光线的方法依次获得所述光瞳像，避免了当入射光线为白光时出现的色散问题，也不会由于角锥棱镜的棱边而带来衍射效应，从而降低了所述波前传感器的探测误差，提高了所述波前传感器的探测精度。

另外，在使用所述波前传感器探测波前像差时，通过改变所述六边形拼接微镜阵列中的三个可翻转的六边形微镜的翻转状态而在所述探测部表面依次获得多个所述光瞳像，而不需要在所述探测部表面同时获得多个所述光瞳像，因此所述探测部所需面积较小，而较小面积的探测部的灵敏度和读出时间一般而言要优于较大面积的探测部，不仅降低了所述波前传感器的成本，而且提升了所述波前传感器的灵敏度，降低了所述波前传感器的读出时间。

进一步的，所述六边形拼接微镜阵列为标准光学零件，其加工要求和成本要远远小于角锥棱镜的加工要求和成本，进一步降低了所述波前传感器的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的波前传感器的结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的一种波前传感器的结构示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的一种六边形拼接微镜阵列的表面结构示意图；

图4为本申请的另一个实施例提供的一种波前传感器的结构示意图；

图5为本申请的一个实施例提供的一种波前像差的探测方法的流程示意图；

图6为本申请的另一个实施例提供的一种波前像差的探测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种波前传感器，如图2所示，包括：第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；其中，

所述六边形拼接微镜阵列由三个可翻转的六边形微镜拼接构成，其拼接中心设置于所述第一汇聚部的焦点，用于反射经所述第一汇聚部汇聚的入射光线；

所述第二汇聚部用于汇聚经所述六边形拼接微镜阵列反射的入射光线，使其成像于所述探测部表面，获得光瞳像；

所述探测部用于探测所述光瞳像，获得所述入射光线的波前信息。

本申请实施例提供的所述波前传感器在工作时，通过改变所述六边形拼接微镜阵列的三个可翻转的六边形微镜的翻转状态依次在上述探测部表面获得携带入射光线不同波前信息的光瞳像。

具体地，所述翻转状态包括反射面朝向所述第一汇聚部一侧的第一状态和反射面背离所述第一汇聚部一侧的第二状态，首先改变所述六边形微机的翻转状态，使预设数量个所述六边形微镜处于第一状态，剩余的所述六边形微镜处于第二状态，以获得入射光线的第一波前信息。所述预设数量为1或2；然后改变所述六边形微镜的翻转状态，保持处于第一状态的所述六边形微镜为预设数量，并使得每个所述六边形微镜都经历所有的翻转状态，以获得入射光线的第二波前信息和第三波前信息。

如图3所示，所述六边形拼接微镜阵列由三个可翻转的六边形微镜构成，这三个可翻转的六边形微镜的三条公共边11、12和13的共同端点O即为所述拼接中心。

在本申请的一个优选实施例中，所述预设数量为2，即在对所述六边形微镜进行翻转状态的改变之前，保持反射面朝向所述第一汇聚部的所述六边形微镜的数量为2个。

在本实施例中，利用所述波前探测器进行波前像差的探测时，首先改变所述六边形拼接微镜阵列的可翻转六边形微镜的翻转状态，使2个所述六边形微镜处于第一状态，剩余的所述六边形微镜处于第二状态，以获得入射光线的第一波前信息；

然后将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并改变另外两个所述六边形微镜的一个的翻转状态为第二状态，以获得入射光线的第二波前信息；

最后将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并将未经历过第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第二状态，以获得入射光线的第三波前信息。

在本实施例中，在同一时刻，仅有一个所述六边形微镜的翻转状态为第二状态(即仅有三分之一的入射光能量被舍弃)，因而通过衍射光学分析可知，采用所述波前传感器并且应用这种波前像差探测方法具有较弱的衍射效应，从而可以使得所述探测部表面的光能量的分布更加均匀，降低对入射光线波前像差的探测误差，提高所述波前传感器的探测精度。

所述波前传感器采用所述六边形拼接微镜阵列替代现有技术中的角锥棱镜，利用反射所述入射光线的方法依次获得所述光瞳像，避免了当入射光线为白光时出现的色散问题，也不会由于角锥棱镜的棱边而带来衍射效应，从而降低了所述波前传感器的探测误差，提高了所述波前传感器的探测精度。

通过上述对波前像差的探测流程可以发现，利用所述波前传感器进行波前像差的探测时，同一时刻在所述探测部表面仅需要成一个光瞳像；而现有技术中的波前传感器同一时刻需要在探测器表面成多个光瞳像，不仅对第一会聚透镜、第二汇聚透镜的光学设计要求较高(需要在满足大视场需求的同时，具有优良的光学像质)，而且需要大面积的探测器(不仅需要同时容纳多个光瞳像，而且为了避免光瞳像之间的干涉效应，还要保证光瞳像之间的距离要保持在规定值以上)，而一旦探测器的光学尺寸过大，会造成波前探测器响应灵敏度不均匀，读出时间慢以及成本升高的问题。因此本申请实施例提供的所述波前探测器不仅降低了对所述第一汇聚部和第二汇聚部的光学性能的要求，而且降低了所需的探测部的面积，在降低所述波前探测器的成本的基础上，保证了所述波前探测器的波前像差探测精度，并且改善了所述波前探测器相应灵敏度以及读出时间。

进一步的，现有技术中的波前传感器的角锥棱镜的每条棱边宽度和自身顶点的加工精度一般都需要小于5μm，加工精度要求较高，相较于所述六边形拼接微镜阵列的加工难度大，且成本高。所述六边形拼接微镜阵列为标准光学零件，不需要单独定制，从而大幅度降低了所述波前传感器的成本。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，所述六边形微镜为正六边形微镜，所述拼接中心为三个所述六边形微镜的共同端点。

但本申请对所述六边形微镜的具体种类并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述六边形微镜还可以为非正六边形微镜，只要保证所述拼接中心为三个所述六边形微镜的共同端点即可，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述波前传感器还包括：

与所述探测部连接的计算部，用于根据所述入射光线的波前信息计算波前像差。

在本实施例中，通过改变所述六边形微镜的翻转状态获得的三个光瞳面分别设为第一光瞳面、第二光瞳面和第三光瞳面，通过所述探测部探测所述第一光瞳面、第二光瞳面和第三光瞳面所代表的光强分布，分别记为I₁(x,y)、I₂(x,y)和I₃(x,y)(即所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息)，其中(x,y)表示光瞳面坐标；通过I₁(x,y)、I₂(x,y)和I₃(x,y)计算三个斜率参数D₁₂、D₂₃和D₁₃，其中：

$D_{12}=\frac{I_1-I_2}{I_1+I_2};$

$D_{23}=\frac{I_2-I_3}{I_2+I_3};$

$D_{13}=\frac{I_1-I_3}{I_1+I_3};$

这三个斜率参数正比且正交于三个公共边(图3中的11、12和13)方向的三个波前导数。因此可以通过这三个斜率参数获得这三个波前导数，进而通过这三个波前导数解算入射光线的波前像差，实现对入射光线波前像差的探测和计算。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息还可以指利用I₁(x,y)、I₂(x,y)和I₃(x,y)计算带来的三个斜率参数D₁₂、D₂₃和D₁₃。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述第一汇聚部和第二汇聚部均为会聚透镜。

在本申请的其他实施例中，所述第一汇聚部和第二汇聚部还可以为具有会聚功能的透镜组或反射镜组，本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述探测部为电荷耦合元件CCD探测器，用于将经所述多边形拼接微镜阵列反射的入射光线转换为电信号。

在本申请的其他实施例中，所述探测部还可以为互补金属氧化物半导体CMOS探测器，本申请对所述探测部的具体类型并不做限定，只要具有光电转换功能即可，具体视实际情况而定。

相应的，本申请实施例还提供了一种波前像差的探测方法，如图5所示，包括：

S101：改变所述六边形拼接微镜阵列的可翻转六边形微镜的翻转状态，所述翻转状态包括反射面朝向所述第一汇聚部一侧的第一状态和反射面背离所述第一汇聚部一侧的第二状态，使预设数量个所述六边形微镜处于第一状态，剩余的所述六边形微镜处于第二状态，以获得入射光线的第一波前信息；所述预设数量为1或2；

S102：改变所述六边形微镜的翻转状态，保持处于第一状态的所述六边形微镜为预设数量，并使得每个所述六边形微镜都经历所有的翻转状态，以获得入射光线的第二波前信息和第三波前信息。

如图3所示，所述六边形拼接微镜阵列由三个可翻转的六边形微镜构成，这三个可翻转的六边形微镜的三条公共边11、12和13的共同端点O即为所述拼接中心。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，所述预设数量为2，即在对所述六边形微镜进行翻转状态的改变之前，保持反射面朝向所述第一汇聚部的所述六边形微镜的数量为2个。

在本实施例中，所述改变所述六边形微镜的翻转状态，保持处于第一状态的所述六边形微镜为预设数量，并使得每个所述六边形微镜都经历所有的翻转状态，以获得入射光线的第二波前信息和第三波前信息包括：

S1021：将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并改变另外两个所述六边形微镜的一个的翻转状态为第二状态，以获得入射光线的第二波前信息；

S1022：将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并将未经历过第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第二状态，以获得入射光线的第三波前信息。

在本实施例中，在同一时刻，仅有一个所述六边形微镜的翻转状态为第二状态(即仅有三分之一的入射光能量被舍弃)，因而通过衍射光学分析可知，采用所述波前传感器并且应用这种波前像差探测方法具有较弱的衍射效应，从而可以使得所述探测部表面的光能量的分布更加均匀，降低对入射光线波前像差的探测误差，提高所述波前传感器的探测精度。

所述波前传感器采用所述六边形拼接微镜阵列替代现有技术中的角锥棱镜，利用反射所述入射光线的方法依次获得所述光瞳像，避免了当入射光线为白光时出现的色散问题，也不会由于角锥棱镜的棱边而带来衍射效应，从而降低了所述波前传感器的探测误差，提高了所述波前传感器的探测精度。

通过上述对波前像差的探测流程可以发现，利用所述波前传感器进行波前像差的探测时，同一时刻在所述探测部表面仅需要成一个光瞳像；而现有技术中的波前传感器同一时刻需要在探测器表面成多个光瞳像，不仅对第一会聚透镜、第二汇聚透镜的光学设计要求较高(需要在满足大视场需求的同时，具有优良的光学像质)，而且需要大面积的探测器，而一旦探测器的光学尺寸过大，会造成波前探测器响应灵敏度不均匀，读出时间慢以及成本升高的问题。因此本申请实施例提供的所述波前探测器不仅降低了对所述第一汇聚部和第二汇聚部的光学性能的要求，而且降低了所需的探测部的面积，在降低所述波前探测器的成本的基础上，保证了所述波前探测器的波前像差探测精度，并且改善了所述波前探测器相应灵敏度以及读出时间。

进一步的，现有技术中的波前传感器的角锥棱镜的每条棱边宽度和自身顶点的加工精度一般都需要小于5μm，加工精度要求较高，相较于所述六边形拼接微镜阵列的加工难度大，且成本高。所述六边形拼接微镜阵列为标准光学零件，不需要单独定制，从而大幅度降低了所述波前传感器的成本。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，如图6所示，所述波前像差的探测方法还包括：

S103：根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息计算入射光线的波前像差。

具体地，所述根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息计算入射光线的波前像差包括：

S1031：根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息获得第一波前导数、第二波前导数和第三波前导数；

S1032：根据所述第一波前导数、第二波前导数和第三波前导数计算入射光线的波前像差。

在本实施例中，通过改变所述六边形微镜的翻转状态获得的三个光瞳面分别设为第一光瞳面、第二光瞳面和第三光瞳面，通过所述探测部探测所述第一光瞳面、第二光瞳面和第三光瞳面所代表的光强分布，分别记为I₁(x,y)、I₂(x,y)和I₃(x,y)(即所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息)，其中(x,y)表示光瞳面坐标；通过I₁(x,y)、I₂(x,y)和I₃(x,y)计算三个斜率参数D₁₂、D₂₃和D₁₃，其中：

$D_{12}=\frac{I_1-I_2}{I_1+I_2};$

$D_{23}=\frac{I_2-I_3}{I_2+I_3};$

$D_{13}=\frac{I_1-I_3}{I_1+I_3};$

这三个斜率参数正比且正交于三个公共边(图3中的11、12和13)方向的三个波前导数(即所述第一波前导数、第二波前导数和第三波前导数)。因此可以通过这三个斜率参数获得这三个波前导数，进而通过这三个波前导数解算入射光线的波前像差，实现对入射光线波前像差的探测和计算。

综上所述，本申请实施例提供了一种波前传感器及波前像差的探测方法，所述波前传感器包括第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；在进行波前像差的探测时，通过改变所述六边形拼接微镜阵列中的三个可翻转的六边形微镜的翻转状态即可依次在上述探测部表面获得携带入射光线不同波前信息的光瞳像，所述探测部通过探测所述光瞳像获得所述入射光线的波前信息，利用所述波前信息即可计算得出所述入射光线的波前像差，实现所述波前传感器的波前像差探测功能。

所述波前传感器采用所述六边形拼接微镜阵列替代现有技术中的角锥棱镜，利用反射所述入射光线的方法依次获得所述光瞳像，避免了当入射光线为白光时出现的色散问题，也不会由于角锥棱镜的棱边而带来衍射效应，从而降低了所述波前传感器的探测误差，提高了所述波前传感器的探测精度。

另外，在使用所述波前传感器探测波前像差时，通过改变所述六边形拼接微镜阵列中的三个可翻转的六边形微镜的翻转状态而在所述探测部表面依次获得多个所述光瞳像，而不需要在所述探测部表面同时获得多个所述光瞳像，因此所述探测部所需面积较小，而较小面积的探测部的灵敏度和读出时间一般而言要由于较大面积的探测部，不仅降低了所述波前传感器的成本，而且提升了所述波前传感器的灵敏度，降低了所述波前传感器的读出时间。

进一步的，所述六边形拼接微镜阵列为标准光学零件，其加工要求和成本要远远小于角锥棱镜的加工要求和成本，进一步降低了所述波前传感器的成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种波前传感器，其特征在于，包括：第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；其中，

所述六边形拼接微镜阵列由三个可翻转的六边形微镜拼接构成，其拼接中心设置于所述第一汇聚部的焦点，用于反射经所述第一汇聚部汇聚的入射光线；

所述第二汇聚部用于汇聚经所述六边形拼接微镜阵列反射的入射光线，使其成像于所述探测部表面，获得光瞳像；

所述探测部用于探测所述光瞳像，获得所述入射光线的波前信息。

2.根据权利要求1所述的波前传感器，其特征在于，所述六边形微镜为正六边形微镜；

所述拼接中心为三个所述六边形微镜的共同端点。

3.根据权利要求1所述的波前传感器，其特征在于，所述波前传感器还包括：

与所述探测部连接的计算部，用于根据所述入射光线的波前信息计算波前像差。

4.根据权利要求1-3任一项所述的波前传感器，其特征在于，所述第一汇聚部和第二汇聚部均为会聚透镜。

5.根据权利要求1-3任一项所述的波前传感器，其特征在于，所述探测部为电荷耦合元件探测器，用于将经所述多边形拼接微镜阵列反射的入射光线转换为电信号。

6.一种波前像差的探测方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的波前传感器，所述波前传感器包括第一汇聚部、第二汇聚部、六边形拼接微镜阵列和探测部；所述波前像差的探测方法包括：

改变所述六边形拼接微镜阵列的可翻转六边形微镜的翻转状态，所述翻转状态包括反射面朝向所述第一汇聚部一侧的第一状态和反射面背离所述第一汇聚部一侧的第二状态，使预设数量个所述六边形微镜处于第一状态，剩余的所述六边形微镜处于第二状态，以获得入射光线的第一波前信息；所述预设数量为1或2；

改变所述六边形微镜的翻转状态，保持处于第一状态的所述六边形微镜为预设数量，并使得每个所述六边形微镜都经历所有的翻转状态，以获得入射光线的第二波前信息和第三波前信息。

7.根据权利要求6所述的波前像差的探测方法，其特征在于，还包括：

根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息计算入射光线的波前像差。

8.根据权利要求7所述的波前像差的探测方法，其特征在于，所述根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息计算入射光线的波前像差包括：

根据所述第一波前信息、第二波前信息和第三波前信息获得第一波前导数、第二波前导数和第三波前导数；

根据所述第一波前导数、第二波前导数和第三波前导数计算入射光线的波前像差。

9.根据权利要求6-8任一项所述的波前像差的探测方法，其特征在于，所述预设数量为2。

10.根据权利要求9所述的波前像差的探测方法，其特征在于，所述改变所述六边形微镜的翻转状态，保持处于第一状态的所述六边形微镜为预设数量，并使得每个所述六边形微镜都经历所有的翻转状态，以获得入射光线的第二波前信息和第三波前信息包括：

将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并改变另外两个所述六边形微镜的一个的翻转状态为第二状态，以获得入射光线的第二波前信息；

将处于第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第一状态，并将未经历过第二状态的所述六边形微镜的翻转状态改变为第二状态，以获得入射光线的第三波前信息。