【摘要】：波前曲率自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)崟r探測大氣湍流擾動下的畸變波前并進行實時波前畸變校正,在天文成像、軍事和醫(yī)學(xué)中等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。近些年來,Blanchard等人提出了一種光柵型波前曲率傳感器,光柵型波前曲率傳感器的特殊結(jié)構(gòu)使得它能夠利用一個陣列型光電探測器同步測量焦點前后的光強分布,因此光柵型波前曲率傳感器具有全光學(xué)、同步測量和分辨率高的優(yōu)勢。針對光柵型波前曲率傳感自適應(yīng)光學(xué),研究了相應(yīng)的控制算法,主要工作和結(jié)論如下所述。針對光柵型波前曲率傳感器,研究了基于拉普拉斯算子本征函數(shù)的實時波前復(fù)原方法。首先分析了光柵型波前曲率傳感器的工作原理,給出了相位型離軸菲涅爾波帶片的相位調(diào)制方程,并利用matlab進行了數(shù)值仿真。在此基礎(chǔ)上研究了基于拉普拉斯算子本征函數(shù)的模式型波前復(fù)原方法,并進行了實驗驗證。研究結(jié)果表明該方法能夠快速準確地復(fù)原出待測波前。針對光柵型波前曲率傳感自適應(yīng)光學(xué),分析了光電探測器上的光斑大小和位置偏差,以及本征模式數(shù)量對波前復(fù)原精度的影響。結(jié)果表明截取的光斑區(qū)域大小對波前復(fù)原精度有較大的影響,實際中可采用環(huán)圍能量比進行確定;光斑區(qū)域位置偏差不僅會引起波前傾斜誤差,還會引起其他波前誤差。研究了基于拉普拉斯算子本征函數(shù)的模式型控制技術(shù)。首先分析了基于拉普拉斯算子本征模式的波前閉環(huán)校正原理,詳細分析了波前校正誤差。在此基礎(chǔ)上建立了61單元自適應(yīng)光學(xué)數(shù)值仿真模型,進行了大氣湍流波前畸變閉環(huán)校正數(shù)值仿真。最后,通過數(shù)值仿真對比分析了本方法與整體擬合法。結(jié)果表明仿真結(jié)果與誤差理論分析一致,存在最佳模式數(shù)量使得拉普拉斯算子本征模式法具有更高的穩(wěn)定性和精度。
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【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212

【參考文獻】

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本文編號：2489322