光束在自由空間傳輸過(guò)程中會(huì)受到大氣湍流的影響而產(chǎn)生波前畸變,這對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量及性能產(chǎn)生了影響。自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)（AO）是解決這一問(wèn)題的有效途徑。相比傳統(tǒng)AO技術(shù),無(wú)波前傳感AO系統(tǒng)不需要進(jìn)行波前傳感,通過(guò)獲取目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行優(yōu)化算法迭代,并控制校正器件進(jìn)行相位補(bǔ)償即可實(shí)現(xiàn)波前畸變的校正,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低等優(yōu)點(diǎn)。然而,實(shí)際應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)中的AO系統(tǒng)用來(lái)獲得目標(biāo)函數(shù)的光電探測(cè)器,對(duì)光場(chǎng)相位進(jìn)行調(diào)控的相位校正器件都有所不同。因此波前控制軟件結(jié)構(gòu)框架需要具有能擴(kuò)展,易復(fù)用的特點(diǎn)。本文針對(duì)大氣環(huán)境中不同應(yīng)用背景下對(duì)無(wú)波前自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中不同探測(cè)器、校正器的需求,開(kāi)展了基于隨機(jī)并行梯度下降（SPGD）算法的可擴(kuò)展波前控制軟件的開(kāi)發(fā)以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。首先,本文基于相位屏法數(shù)值仿真了靜態(tài)及動(dòng)態(tài)大氣湍流,并設(shè)計(jì)了基于SPGD算法的無(wú)波前自適應(yīng)閉環(huán)仿真程序。通過(guò)該程序仿真分析了優(yōu)化參數(shù)選取范圍,較為系統(tǒng)地給出了不同大氣湍流強(qiáng)度、不同風(fēng)速條件下該系統(tǒng)的校正效果,對(duì)比分析了不同湍流條件對(duì)算法收斂的影響。設(shè)計(jì)了一套基于SPGD算法的可擴(kuò)展波前控制軟件并給出了擴(kuò)展方法。整個(gè)波前控制程序采用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計(jì),功... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 自適應(yīng)光學(xué)原理及發(fā)展
        1.1.1 自適應(yīng)光學(xué)原理
        1.1.2 自適應(yīng)光學(xué)發(fā)展
    1.2 無(wú)波前自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)原理及發(fā)展
        1.2.1 無(wú)波前自適應(yīng)光學(xué)優(yōu)化算法
        1.2.2 波前控制器
        1.2.3 波前校正器
    1.3 大氣湍流及其發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 大氣湍流發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 大氣湍流模擬器現(xiàn)狀
        1.3.3 論文內(nèi)容及安排
第二章 基于SPGD算法的無(wú)波前自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)原理仿真
    2.1 無(wú)波前自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值仿真模型
    2.2 大氣湍流數(shù)值仿真
        2.2.1 大氣湍流參數(shù)
        2.2.2 相位屏法模擬大氣湍流
        2.2.3 動(dòng)態(tài)大氣湍流數(shù)值仿真
    2.3 SPGD算法仿真
        2.3.1 性能評(píng)價(jià)函數(shù)分析模塊
        2.3.2 SPGD算法
        2.3.3 波前校正器模塊
    2.4 仿真結(jié)果
        2.4.1 算法參數(shù)選取
        2.4.2 校正效果分析
        2.4.3 動(dòng)態(tài)湍流校正效果
    2.5 本章小結(jié)
第三章 無(wú)波前傳感AO波前控制軟件開(kāi)發(fā)及閉環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 可擴(kuò)展的波前控制軟件設(shè)計(jì)思路
    3.2 基于SPGD算法的波前控制軟件
        3.2.1 程序總體設(shè)計(jì)
        3.2.2 圖像采集模塊
        3.2.3 波前校正器模塊
        3.2.4 算法模塊
    3.3 無(wú)波前AO閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 變形鏡
        3.3.2 液晶空間光調(diào)制器
        3.3.3 閉環(huán)系統(tǒng)搭建
    3.4 波前控制軟件擴(kuò)展
    3.5 本章小結(jié)
第四章 無(wú)波前自適應(yīng)光學(xué)閉環(huán)實(shí)驗(yàn)
    4.1 液晶模擬靜態(tài)湍流下的校正實(shí)驗(yàn)
        4.1.2 算法參數(shù)選取
        4.1.3 收斂效果分析
        4.1.4 不同強(qiáng)度湍流下的校正能力
    4.2 液晶模擬動(dòng)態(tài)湍流下的校正實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原理
        4.2.2 收斂效果分析
    4.3 熱風(fēng)式大氣湍流模擬系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)校正實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 熱風(fēng)式湍流模擬裝置
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理
        4.3.3 校正效果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究?jī)?nèi)容及結(jié)論
    5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    5.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3173675