本申请属于波前探测领域，更具体地说，是涉及一种基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块及其标定方法和测试方法。
背景技术：
1、在望远领域，光束波前决定了探测目标的成像质量。在高能激光领域，光束波前决定了激光到靶功率密度；在光学元件面形检测领域，波前携带了元件三维面形信息。在望远探测和高能激光领域，都通过自适应光学系统对波前进行校正，以获得良好的探测和打击效果。不管是对波前进行校正亦或是对光学元件进行面形检测，都涉及到波前探测技术。
2、目前已有的波前传感器主要有htm波前传感器、径向剪切干涉仪、横向剪切干涉仪、四棱锥波前传感器、波前曲率传感器等，上述波前传感器因原理不同决定了其具有不同的优缺点，被用于不同的技术领域。
3、htm波前传感器因其结构简单、功能稳定、抗干扰能力强、对光束相干性和偏振态无要求，被广泛运用于医疗、望远、面形检测、自适应光学等各个领域。htm波前传感器由相机和微透镜阵列组成。原理是微透镜阵列将待测波前划分为多个近似平面的子波前，并将子波前聚焦在探测器上，每个子波前的斜率可以由探测器上光斑的质心坐标除以微透镜焦距表示，由斜率经波前复原算法后即可获得待测波前。由htm波前传感器的原理可知，待测波前的动态范围和空间分辨率由微透镜相对口径（d/f）限制，且动态范围和空间分辨率是两相悖的量，难以得到同时提升。
4、受限于微透镜的加工水平，htm波前传感器的空间分辨率难以超过百乘百（横向乘以纵向分辨率）的量级，且微透镜个数越多，动态范围和探测灵敏度相对减小，限制了其在高分辨、高动态范围及高精度波前探测领域的应用。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本申请采用的技术方案是：一方面，提供一种基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块，包括激光器、三维位移台、准直器、超表面结构和相机，所述激光器位于所述三维位移台上，且所述激光器的出光口位于所述准直器的焦平面上，所述激光器发出的球面波经所述准直器准直后引入不同斜率的平面波前，经超表面结构进行强度调制后由相机记录灰度信息。
2、可选地，所述超表面结构以四个相机像素为单元，每个单元的边沿生长立柱，形成“井”字型超表面结构。
3、可选地，所述“井”字型超表面结构内为超原子结构组成的阵列。
4、可选地，所述三维位移台用于控制激光器出光口在准直器的焦平面进行相同步长的平动。
5、第二方面，本申请提供一种基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块的标定方法，通过相机记录不同斜率的平面波前经超表面结构后每个子单元四个像素灰度的比例与波前斜率的关系，以每个子单元四个像素灰度的比例为横纵坐标分别对标定波前x和y方向的斜率进行曲面多项式拟合，记录每个子单元多项式系数，形成标定文件。
6、第三方面，本申请还提供一种基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块的测试方法，待测波前经超表面结构被分割为多个2*2像素大小的近似平面波前的子单元，根据每个子单元中的灰度值的比例与标定文件中多项式系数反演出待测波前的斜率，再通过波前复原算法得到待测波前。
7、本申请提供的基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块的有益效果在于：与现有技术相比，本申请通过改变超原子结构单元的几何参数可实现对不同波段光的不同透过率，实现目标波长的单纵模滤波选频，提高波前探测的信噪比。
8、本申请通过超表面对光强分布的调制并进行灰度比例与斜率关系的标定，实现了高分辨率和超大动态范围的波前探测技术，其结构简单、功能稳定，在高精度、大动态范围的波前测量领域具有广泛的应用前景。
1.一种基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块，其特征在于：包括激光器、三维位移台、准直器、超表面结构和相机，所述激光器位于所述三维位移台上，且所述激光器的出光口位于所述准直器的焦平面上，所述激光器发出的球面波经所述准直器准直后引入不同斜率的平面波前，经超表面结构进行强度调制后由相机记录灰度信息。
2.如权利要求1所述的基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块，其特征在于：所述超表面结构以四个相机像素为单元，每个单元的边沿生长立柱，形成“井”字型超表面结构。
3.如权利要求2所述的基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块，其特征在于：所述“井”字型超表面结构内为超原子结构组成的阵列。
4.如权利要求1所述的基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块，其特征在于：所述三维位移台用于控制激光器出光口在准直器的焦平面进行相同步长的平动。
5.如权利要求1-4任一项所述基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块的标定方法，其特征在于，通过相机记录不同斜率的平面波前经超表面结构后每个子单元四个像素灰度的比例与波前斜率的关系，以每个子单元四个像素灰度的比例为横纵坐标分别对标定波前x和y方向的斜率进行曲面多项式拟合，记录每个子单元多项式系数，形成标定文件。
6.如权利要求1-4任一项所述基于超表面的超高分辨率htm波前探测模块的测试方法，其特征在于：待测波前经超表面结构被分割为多个2*2像素大小的子单元，根据每个子单元中的灰度值的比例与标定文件中多项式系数反演出待测波前的斜率，再通过波前复原算法得到待测波前。
