光場層析大氣復原技術研究
發(fā)布時間：2022-02-12 11:01
在望遠鏡對目標成像過程中,由于大氣湍流的存在使得空氣折射率發(fā)生著隨機變化,影響了目標在成像設備上的成像質量。目前,自適應光學系統(tǒng)是克服補償大氣湍流影響的最有效手段之一,但傳統(tǒng)自適應光學技術存在著非等暈、視場小等問題,為此科研人員提出了多層共軛自適應光學技術（Multi-conjugate AO,MCAO）試圖解決上述問題。其中,大氣層析復原算法是實現(xiàn)MCAO技術的關鍵和前提,而波前探測器也是自適應光學系統(tǒng)當中最為重要的組成部分之一。光場相機作為一種新的波前傳感裝置,具有簡單的光學結構、較高的光能利用率和探測精度等優(yōu)點,受到了越來越多國內外學者的關注。光場相機由于其獨特的光學結構,能夠通過一次曝光來獲得多個視線方向上的湍流波前信息。一臺光場相機有望代替MCAO系統(tǒng)中多個波前探測器,實現(xiàn)多視角方向的大氣湍流波前探測,并通過光場層析大氣復原算法計算復原得到不同高度的大氣湍流三維分布形貌,這一技術稱為光場層析大氣復原技術。本文主要研究光場相機在波前探測中的應用前景以及在光場層析大氣復原技術中的重要作用,主要工作內容如下:1、對自適應光學技術的發(fā)展進行系統(tǒng)的回顧和介紹,了解其主要的工作系統(tǒng)組成部...
【文章來源】：重慶大學重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
自適應光學系統(tǒng)結構示意圖
1991 年，美國政府對自適應光學進行了進一步的解密，更多的科研人員加入到了自適應光學技術的研究當中，使得自適應光學技術得到了更加快速的發(fā)展。我們國家在自適應光學技術研究方面，起步于 19 世紀 70 年代末期，主要研究單位是中國科學院光電技術研究所，其在 1980 年也成功建立了我國首個自適應光學技術研究實驗室。通過科研人員幾十年如一日的不懈努力，使得波前探測和校正，優(yōu)化系統(tǒng)控制過程等許多關鍵技術領域都得到了長足的發(fā)展，并先后成功研制了 19 單元激光波前校正系統(tǒng)[6]，是世界上首套用于核聚變裝置的波前校正系統(tǒng)，以及 21 單元動態(tài)波前誤差校正系統(tǒng)[7]，37 單元的太陽自適應光學近紅外試驗系統(tǒng)等等。隨后，中國科學院光電技術研究所又在 19 單元微小型變形鏡的基礎上，創(chuàng)建了人眼視網(wǎng)膜成像自適應光學系統(tǒng)，并最終獲取了較為清楚的人眼眼底圖像，由此，我國也成為了繼美國之后，世界上第二個能夠利用自適應光學技術，獲得人眼視網(wǎng)膜高分辨率成像的國家[8]。此外，中國工程物理研究院[9]、華中科技大學[10]、中國科學院安徽光機所等科研院校在自適應光學相關理論研究方面也取得了多項重要的成果[11]。
重慶大學碩士學位論文 1 緒 論臺 MAD（Multi-ConjugateAdaptive Optics Demonstrator）裝置、超大型望遠鏡 VLT（Very Large Telescope）等，都安裝了 MCAO 系統(tǒng)。在這其中，大氣湍流三維波前層析復原算法是實現(xiàn)多層共軛自適應光學技術關鍵和前提。Ragazznoi 于 1999 年提出了多層共軛自適應光學系統(tǒng)中的模式層析復原算法來重建大氣湍流的三維波前，并于 2000 年開展了對空觀測實驗，證明了該技術的可行性，將結果發(fā)表在了當年的 Nature 雜志上[12]；Fusco T 等研究人員在2001 年比較了兩種不同的預測算法，并提出了暗模式（unseen modes）的概念[13][14]；同年，Tokovinin A 等人在頻域上對層析算法進行了研究，結果表明層析算法的重構精度會受到噪聲較大的影響。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]焦面哈特曼傳感器波前相位復原[J]. 張銳,楊金生,田雨,饒學軍. 光電工程. 2013(02)
[2]光場成像技術進展[J]. 聶云峰,相里斌,周志良. 中國科學院研究生院學報. 2011(05)
[3]自參考干涉波前傳感器中針孔直徑對閉環(huán)自適應光學系統(tǒng)校正精度的影響[J]. 白福忠,饒長輝. 物理學報. 2010(11)
[4]夏克-哈特曼波前傳感器的探測誤差[J]. 姜文漢,鮮浩,沈鋒. 量子電子學報. 1998(02)
[5]哈特曼波前傳感器的應用[J]. 姜文漢,鮮浩,楊澤平,姜凌濤,饒學軍,許冰. 量子電子學報. 1998(02)
[6]爬山法自適應光學波前校正系統(tǒng)[J]. 姜文漢,黃樹輔,吳旭斌. 中國激光. 1988(01)
博士論文
[1]自適應光學系統(tǒng)的多激光導星波前重構算法研究[D]. 何斌.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2016
[2]太陽高分辨力成像多層共軛自適應光學技術研究[D]. 張?zhí)m強.中國科學院研究生院（光電技術研究所） 2014
[3]基于微機械薄膜變形鏡的像差校正技術及其應用[D]. 李邦明.南京航空航天大學 2010
碩士論文
[1]自適應光學波前校正優(yōu)化方法研究[D]. 張家如.中國工程物理研究院北京研究生部 2002
本文編號：3621599
【文章來源】：重慶大學重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
自適應光學系統(tǒng)結構示意圖
1991 年，美國政府對自適應光學進行了進一步的解密，更多的科研人員加入到了自適應光學技術的研究當中，使得自適應光學技術得到了更加快速的發(fā)展。我們國家在自適應光學技術研究方面，起步于 19 世紀 70 年代末期，主要研究單位是中國科學院光電技術研究所，其在 1980 年也成功建立了我國首個自適應光學技術研究實驗室。通過科研人員幾十年如一日的不懈努力，使得波前探測和校正，優(yōu)化系統(tǒng)控制過程等許多關鍵技術領域都得到了長足的發(fā)展，并先后成功研制了 19 單元激光波前校正系統(tǒng)[6]，是世界上首套用于核聚變裝置的波前校正系統(tǒng)，以及 21 單元動態(tài)波前誤差校正系統(tǒng)[7]，37 單元的太陽自適應光學近紅外試驗系統(tǒng)等等。隨后，中國科學院光電技術研究所又在 19 單元微小型變形鏡的基礎上，創(chuàng)建了人眼視網(wǎng)膜成像自適應光學系統(tǒng)，并最終獲取了較為清楚的人眼眼底圖像，由此，我國也成為了繼美國之后，世界上第二個能夠利用自適應光學技術，獲得人眼視網(wǎng)膜高分辨率成像的國家[8]。此外，中國工程物理研究院[9]、華中科技大學[10]、中國科學院安徽光機所等科研院校在自適應光學相關理論研究方面也取得了多項重要的成果[11]。
重慶大學碩士學位論文 1 緒 論臺 MAD（Multi-ConjugateAdaptive Optics Demonstrator）裝置、超大型望遠鏡 VLT（Very Large Telescope）等，都安裝了 MCAO 系統(tǒng)。在這其中，大氣湍流三維波前層析復原算法是實現(xiàn)多層共軛自適應光學技術關鍵和前提。Ragazznoi 于 1999 年提出了多層共軛自適應光學系統(tǒng)中的模式層析復原算法來重建大氣湍流的三維波前，并于 2000 年開展了對空觀測實驗，證明了該技術的可行性，將結果發(fā)表在了當年的 Nature 雜志上[12]；Fusco T 等研究人員在2001 年比較了兩種不同的預測算法，并提出了暗模式（unseen modes）的概念[13][14]；同年，Tokovinin A 等人在頻域上對層析算法進行了研究，結果表明層析算法的重構精度會受到噪聲較大的影響。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]焦面哈特曼傳感器波前相位復原[J]. 張銳,楊金生,田雨,饒學軍. 光電工程. 2013(02)
[2]光場成像技術進展[J]. 聶云峰,相里斌,周志良. 中國科學院研究生院學報. 2011(05)
[3]自參考干涉波前傳感器中針孔直徑對閉環(huán)自適應光學系統(tǒng)校正精度的影響[J]. 白福忠,饒長輝. 物理學報. 2010(11)
[4]夏克-哈特曼波前傳感器的探測誤差[J]. 姜文漢,鮮浩,沈鋒. 量子電子學報. 1998(02)
[5]哈特曼波前傳感器的應用[J]. 姜文漢,鮮浩,楊澤平,姜凌濤,饒學軍,許冰. 量子電子學報. 1998(02)
[6]爬山法自適應光學波前校正系統(tǒng)[J]. 姜文漢,黃樹輔,吳旭斌. 中國激光. 1988(01)
博士論文
[1]自適應光學系統(tǒng)的多激光導星波前重構算法研究[D]. 何斌.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2016
[2]太陽高分辨力成像多層共軛自適應光學技術研究[D]. 張?zhí)m強.中國科學院研究生院（光電技術研究所） 2014
[3]基于微機械薄膜變形鏡的像差校正技術及其應用[D]. 李邦明.南京航空航天大學 2010
碩士論文
[1]自適應光學波前校正優(yōu)化方法研究[D]. 張家如.中國工程物理研究院北京研究生部 2002
本文編號：3621599
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