自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)通過波前探測和波前校正,實時補償大氣湍流產(chǎn)生的波前畸變,使地基大口徑望遠(yuǎn)鏡獲得接近衍射極限的分辨力成像。利用鈉信標(biāo)進(jìn)行波前探測,成為了天文觀測領(lǐng)域克服自然信標(biāo)天空覆蓋率不足的主要手段。然而,鈉信標(biāo)卻面臨著激光上行傳輸過程受大氣湍流影響進(jìn)而造成鈉信標(biāo)光斑模糊擴展,以及鈉原子吸收飽和效應(yīng)造成鈉信標(biāo)回光亮度低等問題。本論文根據(jù)中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所在麗江高美古1.8m望遠(yuǎn)鏡配置的鈉信標(biāo)發(fā)射系統(tǒng),針對系統(tǒng)產(chǎn)生的鈉信標(biāo)光斑較大和回光數(shù)較少的問題,為了提升終端自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)性能,完成的研究工作如下。首先建立了激光在大氣中傳輸?shù)哪Ｐ?分析了激光發(fā)射望遠(yuǎn)鏡口徑,上行路徑大氣湍流產(chǎn)生的動態(tài)像差,發(fā)射系統(tǒng)靜態(tài)像差和激光光束質(zhì)量M²對激光到達(dá)鈉層功率密度分布的影響。根據(jù)分析的結(jié)果得到了優(yōu)化設(shè)計發(fā)射望遠(yuǎn)鏡口徑的普適方法。根據(jù)鈉層激光功率密度與激光器耦合效率之間的關(guān)系,得到了該發(fā)射望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生的鈉信標(biāo)光斑大小和回光數(shù)。為后端自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。其次,分析了利用預(yù)校正消除動態(tài)像差對信標(biāo)光斑的擴展。當(dāng)僅進(jìn)行預(yù)校正后,鈉信標(biāo)光斑中心峰值功率密度過高帶來的飽和效應(yīng)將造成鈉... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 自適應(yīng)光學(xué)的發(fā)展
        1.1.2 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)基本組成
        1.1.3 大氣湍流基本理論
    1.2 鈉信標(biāo)的提出及發(fā)展
        1.2.1 人造信標(biāo)的意義及發(fā)展過程
        1.2.2 鈉信標(biāo)產(chǎn)生機理
        1.2.3 鈉信標(biāo)對自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)性能的限制
    1.3 鈉信標(biāo)預(yù)校正系統(tǒng)
        1.3.1 預(yù)校正基本理論
        1.3.2 鈉信標(biāo)預(yù)校正技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要內(nèi)容
第2章 鈉信標(biāo)上行光斑形態(tài)分析
    2.1 引言
    2.2 理化所激光器的耦合效率
    2.3 功率密度分布
        2.3.1 影響功率密度分布因素分析
        2.3.2 鈉信標(biāo)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡口徑優(yōu)化設(shè)計
    2.4 光斑大小和回光數(shù)計算過程
    2.5 鈉信標(biāo)光斑形態(tài)實驗驗證
        2.5.1 鈉信標(biāo)激光器
        2.5.2 傳輸光路
        2.5.3 信標(biāo)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡
    2.6 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)采樣頻率的優(yōu)化
    2.7 小結(jié)
第3章 鈉信標(biāo)上行光束預(yù)校正
    3.1 預(yù)校正后鈉信標(biāo)光斑大小及回光數(shù)
        3.1.1 預(yù)校正后光斑大小和回光數(shù)
    3.2 預(yù)校正+光束整形后光斑大小及回光數(shù)
        3.2.1 預(yù)校正+光束整形理論
        3.2.2 預(yù)校正+光束整形光斑大小及回光數(shù)
    3.3 預(yù)校正+光束整形對系統(tǒng)性能的提升
    3.4 預(yù)校正階數(shù)對光束整形效果的影響
    3.5 采樣頻率的優(yōu)化
    3.6 本章小結(jié)
第4章 鈉信標(biāo)發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 鈉信標(biāo)發(fā)射系統(tǒng)簡介
        4.1.1 鈉信標(biāo)激光器
        4.1.2 激光傳輸光路
        4.1.3 發(fā)射望遠(yuǎn)鏡
    4.2 預(yù)校正+光束整形發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計
        4.2.1 預(yù)校正+光束整形的基本理論
        4.2.2 出射激光和瑞利回光耦合分光方式設(shè)計
        4.2.3 上行路徑湍流波前探測
        4.2.4 上行路徑湍流波前畸變的預(yù)校正
        4.2.5 光束整形器的選擇
        4.2.6 變形鏡整形調(diào)制相位的獲取及驅(qū)動器排布分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)和展望
    5.1 本文主要研究內(nèi)容
    5.2 本論文主要創(chuàng)新點
    5.3 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：2913796