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由Gonsalves提出的相位变更方法(phase diversity，PD)是一种基于两个或多个不同离焦面图像来恢复光瞳畸变波前相位的光学波前传感技术。本文提出一种扩大相位变更波前传感技术动态范围的新方法。为了实现大动态范围波前的探测，迭代过程分为两步完成：首先根据图像信息估计波前相位的低阶Zernike模式系数，然后依据第一次的估计结果进行第二次算法迭代，得到所有的模式系数。实际的光学系统中的像差往往集中在低阶Zernike模式上，这种方法正是基于这样的假设。两步迭代过程均使用二阶拟牛顿的BFGS算法。理论分析基础上的光学实验表明，这种方法可以有效的避免迭代过程陷入局部极值，PD方法波前探测的范围可以扩大到4λ左右。