波前傳感技術(shù)是一門測量光束波前畸變的技術(shù),它通過對待測光束進(jìn)行采樣、調(diào)制并測量相應(yīng)的信號來獲取待測光束的波前信息。其在自適應(yīng)光學(xué)中扮演了極為重要的一個(gè)角色——為自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正波前像差提供實(shí)時(shí)波前測量數(shù)據(jù)。與光學(xué)檢測相比,自適應(yīng)光學(xué)對波前傳感技術(shù)具有更為苛刻的要求,其需要在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)波前畸變的實(shí)時(shí)測量。目前,常見的自適應(yīng)光學(xué)波前傳感技術(shù)多是通過采樣、分析二維光強(qiáng)分布信息來實(shí)現(xiàn)波前畸變測量的。而二維光強(qiáng)分布信息的獲取需要依賴于陣列光敏探測器件。陣列光敏探測器件是一種制造工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高昂的器件,尤其是在對速度、帶寬或量子效率有較高要求的情況下。同時(shí),利用陣列光敏探測器件對波前信息進(jìn)行探測時(shí),光束能量分散于整個(gè)或部分接受靶面上,光強(qiáng)分布采樣過程相應(yīng)地會產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量。巨大的數(shù)據(jù)量對傳輸帶寬和數(shù)據(jù)處理速度提出了極高的要求。因而陣列光敏探測器作為波前傳感技術(shù)的核心光電探測器,已然成為了限制波前傳感器測量性能的主要因素之一。為了解決上述問題,基于單元光敏探測器的波前傳感技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。與常見的波前傳感技術(shù)多采用陣列光敏探測器來對波前信息進(jìn)行采樣測量不同,該方法利用單元光敏探測器對波前信...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 常見的波前傳感技術(shù)
        1.2.1 基于干涉原理的波前傳感技術(shù)
        1.2.2 哈特曼波前傳感技術(shù)
        1.2.3 曲率波前傳感技術(shù)
        1.2.4 基于強(qiáng)度測量反演相位的波前傳感技術(shù)
    1.3 基于單元光敏探測器的波前傳感技術(shù)
    1.4 基于單元光敏探測器的波前傳感技術(shù)的發(fā)展
    1.5 課題主要研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)
第2章 波前展開函數(shù)簡介
    2.1 波前與光場
    2.2 波前畸變
        2.2.1 波前畸變的表征
            2.2.1.1 Zernike多項(xiàng)式
            2.2.1.2 Legendre多項(xiàng)式
    2.3 Walsh函數(shù)
        2.3.1 Walsh函數(shù)的定義
        2.3.2 Walsh函數(shù)的生成
        2.3.3 二維坐標(biāo)下的Walsh函數(shù)
        2.3.4 Walsh函數(shù)的性質(zhì)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于二元模式調(diào)制濾波的波前傳感技術(shù)
    3.1 基于二元光場調(diào)制濾波的波前重構(gòu)
        3.1.1 光場展開的唯一性
        3.1.2 模式系數(shù)的求解
    3.2 相位解纏繞
    3.3 波前平滑
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于二元模式調(diào)制濾波的波前傳感技術(shù)的仿真及實(shí)驗(yàn)
    4.1 基于二元模式調(diào)制濾波的波前傳感技術(shù)的數(shù)值仿真
        4.1.1 待測波前的生成
        4.1.2 待測光束的光場重構(gòu)
        4.1.3 波前重構(gòu)
        4.1.4 光強(qiáng)分布不均光束的波前重構(gòu)
        4.1.5 不同孔徑和波前的波前重構(gòu)
    4.2 性能分析
    4.3 波前重構(gòu)誤差分析
    4.4 誤差分析
    4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.6 基于壓縮調(diào)制模式的波前復(fù)原
        4.6.1 Walsh函數(shù)與光場的相關(guān)性
        4.6.2 基于光強(qiáng)分布的光場虛部重構(gòu)
        4.6.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
第5章 基于壓縮感知原理的波前傳感技術(shù)
    5.1 壓縮感知
        5.1.1 壓縮感知背景簡介
        5.1.2 壓縮感知的原理
        5.1.3 信號的近似表示
        5.1.4 信號的投影
        5.1.5 壓縮感知中信號的重建算法
    5.2 基于壓縮感知的光場實(shí)部重構(gòu)
    5.3 數(shù)值仿真
    5.4 兩種波前傳感技術(shù)的對比
    5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與后續(xù)展望
    6.1 本論文的主要研究內(nèi)容
    6.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 后續(xù)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：3875683