受大氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)多變的影響,極易發(fā)生波前畸變、光強(qiáng)起伏等湍流效應(yīng),使得觀測天文目標(biāo)獲得的成像質(zhì)量大大降低。常規(guī)的自適應(yīng)光學(xué)（AO-Adaptive Optics）技術(shù)一直是校正大氣湍流擾動(dòng)的有效手段。然而,常規(guī)AO技術(shù)受天文目標(biāo)低仰角、近地面的觀測限制,使得波前探測具有較大的誤差。與常規(guī)的AO技術(shù)相比,一方面無波前探測AO技術(shù)省去了波前傳感器,使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單,降低了系統(tǒng)的成本,同時(shí)避免了受閃爍效應(yīng)等畸變條件的限制,在大氣湍流惡劣的狀況下仍可以工作;另一方面,在常用的基于模型的控制算法中,本文研究的控制算法是基于成像掩模探測器信號（MDS-Masked Detector Signal）與波前相位的平均梯度平方和（MSG-Mean Square Gradient）間的線性關(guān)系建立系統(tǒng)模型,不依賴具體的基函數(shù)模型,也不需要事先清除系統(tǒng)像差,具有收斂速度快、校正效果好的優(yōu)勢,在實(shí)時(shí)波前校正中具有較大的應(yīng)用潛力。本文以點(diǎn)目標(biāo)為校正對象,開展了基于37單元AO系統(tǒng)的線性關(guān)系控制算法實(shí)驗(yàn)研究與分析。首先,使用37單元壓電變形反射鏡、CCD相機(jī)、夏克哈特曼傳感器等主要元件建立AO系統(tǒng)實(shí)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)

光束通過分光棱鏡后，一束直接由望遠(yuǎn)鏡獲得，可以直接觀前傳感器，能夠重新構(gòu)建出波前分布信息，波前控制器實(shí)時(shí)更用信號，波前校正器不斷地削弱像差，形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，達(dá)束的目的，此時(shí)的系統(tǒng)性能較優(yōu)。圖 1-1 傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)Figure 1-1 Traditional optical system

送至變形鏡；CPU 的性能優(yōu)劣直接關(guān)乎控制器的工作速度，CPU 的性能越好，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的工作速度越高。1.1.3 波前校正器波前校正器在外加電壓的驅(qū)動(dòng)下，通過變換光程，最終取得削弱畸變分布信息的效果。目前，為光學(xué)研究者選用的波前校正元件有兩類，一類是變形鏡（Derformable Mirror, DM），另一類是空間光調(diào)制器（Spatial Light Modulator，SLM）。（1）變形鏡變形鏡能夠達(dá)到削弱波前畸變的效果，是通過其鏡面發(fā)生形變獲得滿足要求的面形，通常分為分立式面形和連續(xù)式面形。圖 1-4（a）所示為分立式表面變形鏡，可以看出：每個(gè)分立的反射鏡可以通過平移、傾斜形成波面，但是取得的面形是間斷的，從而波前校正效果差。圖 1-4（b）所示為連續(xù)表面變形反射鏡，可以看出：獲得的面形是連續(xù)的，校正效果好。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]High-efficiency multi-wavelength metasurface with complete independent phase control[J]. 嚴(yán)璟,郭迎輝,蒲明博,李雄,馬曉亮,羅先剛.  Chinese Optics Letters. 2018(05)
[2]自適應(yīng)光學(xué)發(fā)展綜述[J]. 姜文漢.  光電工程. 2018(03)
[3]紅外自適應(yīng)系統(tǒng)中雙波段望遠(yuǎn)鏡與紅外物鏡設(shè)計(jì)[J]. 張宣智,欒亞東,李元,孫婷,楊華梅.  應(yīng)用光學(xué). 2017(01)
[4]非對稱空間光學(xué)遙感器主動(dòng)熱控系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張帆,李景林,孫斌,張軍,王書新.  中國光學(xué). 2016(04)
[5]基于模型的無波前探測自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)[J]. 楊慧珍,吳健,龔成龍.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(08)
[6]基于分段隨機(jī)擾動(dòng)幅值的隨機(jī)并行梯度下降算法研究[J]. 吳健,楊慧珍,龔成龍.  中國激光. 2014(07)
[7]相干合成中基于SPGD算法的平移誤差和傾斜誤差控制[J]. 母杰,景峰,王逍,朱啟華,李志林,張軍偉.  中國激光. 2014(06)
[8]模擬退火-爬山混合算法用于無波前傳感器快速像差校正[J]. 劉瑩,馬劍強(qiáng),何挺,李保慶,褚家如.  光學(xué)精密工程. 2012(02)
[9]高分辨率空間光學(xué)遙感器波像差的無波前傳感器自適應(yīng)光學(xué)校正[J]. 俞信,韓杏子,胡新奇.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]高分辨率空間光學(xué)系統(tǒng)位置誤差的無波前傳感綜合校正[J]. 韓杏子,胡新奇,俞信.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)

博士論文
[1]基于SPGD的無波前探測自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)研究[D]. 宋陽.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2015
[2]自適應(yīng)光學(xué)波前探測新概念研究[D]. 侯靜.中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002

碩士論文
[1]大氣光通信中波前畸變補(bǔ)償算法研究[D]. 汪洲.華中科技大學(xué) 2009
[2]基于隨機(jī)并行梯度下降算法的波前校正技術(shù)研究[D]. 靳冬歡.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



本文編號：3518971