受大气湍流影响的光学波前模拟

大气湍流对光学波前的影响可以用Ｚｅｒｎｉｋｅ模式分析，由于Ｚｅｒｎｉｋｅ模式并非统计独立，需要转而寻找一种称为Ｋａｒｈｕｎｅｎ－Ｌｏｅｖｅ（简称Ｋ－Ｌ）函数的系数，它们统计独立，而且可以展开为Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式的形式。本文介绍的就是用Ｋ－Ｌ函数构造随机波前的原理和仿真构造尝试。     

爬山法自适应光学波前校正系统

利用一个19单元变形反射镜、远场能量集中度探测器和高频振动控制系统,它可以校正静态的和缓慢变化的动态波前误差.实验结果表明该系统可以校正大型激光工程的波前误差,改善其远场能量集中度.     

自适应光学技术进展——1991年SPIE国际光学应用科学和工程讨论会综述

SPIE(国际光学工程学会)的1991年国际光学应用科学和工程讨论会上,发表了大批有关自适应光学系统和元件的论文,反映了自适应光学近年来获得的新进展。本文综合报导该讨论会的内容,包括能动光学系统、激光发射和成象观测自适应光学系统、波前探测器、波前校正器和能动光学器件以及激光导引星等。本文还报导自适应光学的发展动向和近年来的新突破。     

用Hartmann—Shack波前传感器测量大气湍流特征

建立了一个小型Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器来测量大气扰动特征。通过单子孔径的象移和许多间距不同的子孔径之间的象移差测得的到达角起伏的统计值来计算出Ｆｒｉｅｄ参数ｒ０。本文推导了采用不同孔径参数的实验结果，以及波前斜率的功率谱密度。     

干涉系统在拼接主镜共相位检测上的应用

由拼接镜面实现的大口径望远镜主镜,需要对拼接子镜进行精确校正来实现子镜间的共面,使得望远镜取得接近其衍射极限的光学成像质量,子镜之间的垂向位移误差需要被校正到入射光波长的几分之一(＜100nm).为实现此目标,在基于大口径迈克逊干涉原理的基础上设计了一套子镜间相位误差检测系统.该检测系统的创新性在于激光光源与白光光源同时应用,以对拼接主镜子镜问位置误差进行检测,检测的不确定度为5～6 nm,检测范围为30～μm,最后对该干涉检测系统的光学系统的设计进行分析,仿真出基于该检测系统的理论干涉图形,并得出较好的测试结果.     

自适应光学技术在大气光通信系统中的应用进展

大气光通信中大气湍流引起的相位噪声和光强起伏噪声会严重影响通信系统的通信质量,自适应光学补偿可在一定程度上解决问题.常规自适应光学技术对于解决上行链路、下行链路中的湍流扰动问题得到了理论和实验验证.强闪烁现象的存在使得常规自适应光学技术在水平链路中的应用受限,不使用波前传感器的自适应光学技术则为这一问题的解决提供了可能方案.随机并行梯度下降算法是该类自适应光学技术中一种较有应用前途的控制算法.     

液晶空间光调制器相位调制特性研究

研究了美国BNS公司生产的Modal P256反射型电寻址液晶空间光调制器的相位调制特性和时间响应特性.采用He-Ne激光作光源,建立迈克尔孙干涉光路观察波前相位变化,给出器件的相位调制特性曲线.分析测量了器件的相位响应不一致性和像素间的相位交连.通过测量液晶器件对方波和正弦控制信号的相位响应延迟,分析了液晶空间光调制器(LC-SLM)的时间响应特性.理论分析与实验结果说明:在特定的入射偏振条件下,LC-SLM实现纯相位调制,可用作高分辨力波前校正器件,然而极慢的响应速度和极低的时间带宽限制了它在动态变化波前相差校正中的应用.     

弱光61单元自适应光学系统的校正有效性分析

基于Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式模式复原原理,分别就光学系统静态误差和大气湍流扰动引起的动态波前误差两种情况,定义了静态模式因子和动态模式因子两个变量,用来分析弱光６１单元自适应光学系统的校正有效性。     

低信噪比下扩展目标质心的高精度计算方法

分析了扩展目标在Shack-Hartmann传感器中的成像特点。针对成像特点,提出了一种提取子光斑位置的质心计算方法。该方法应用多阈值分割和多结构元形态学去噪预处理后再进行质心计算。在信噪比低、扩展度大的情况下,能够有效地抑制噪声,减小噪声对质心计算精度的影响。在不同信噪比和扩展度下,相对于一般质心方法,该方法能够显著地提高探测精度。当信噪比为0.5,扩展度达13时,该方法的平均绝对误差不到1个像素。     

无波前传感自适应光学技术及其在大气光通信中的应用

无波前传感自适应光学(AO)系统不依赖波前传感器可直接对系统性能进行优化。基于随机并行梯度下降(SPGD)算法,32单元变形镜,CCD成像器件等建立了无波前传感自适应光学系统实验平台。实验结果表明,参量选取合适时,系统对畸变波前具有较好的校正能力,但受限于较低的CCD采样频率,仅能校正静态或缓慢变化的像差。根据实验结果讨论了基于随机并行梯度下降控制算法的无波前传感自适应光学技术在大气光通信中的应用可能和应用方法,指出采用高速光电探测器件、高速数据处理及响应速度高的波前校正器与随机并行梯度下降算法相配合可用于补偿大气光通信中的大气湍流扰动。