能动主镜的风载变形研究

风载引起的主镜变形是大口径望远镜必须考虑的问题.针对类似于Subaru望远镜的薄镜面能动光学系统,采用固定点力反馈控制方法对风载进行校正,本文引入了压强模式的概念,提取出风载产生的镜面变形的大部分信息,并据此对固定点力反馈控制方法进行了研究,得到如下结论:风载产生的镜面变形主要是平移、倾斜、像散和离焦等低阶像差;相同系...     

自适应光学系统中变形镜和波前传感器共轭位置要求的分析

通过对几何光学和物理光学模型的数值计算,分析了自适应光学系统中小像差畸变波前在空间自由传播时自身的变化情况,进而给出了系统中对变形镜和波前探测器与被校正瞳面之间共轭位置关系的要求和允许范围.结果表明,波前自由传播时的变化程度决定于像差自身的类型和大小、光束的口径以及传播的距离,大口径小像差波前近距离传播时波前变化误差很小.一般来说,变形镜和波前传感器偏离被校正瞳面共轭位置距离满足菲涅尔数大于1000时,对系统校正效果的影响可以忽略.实际应用中,应该根据校正对象的特征来具体计算波前误差随传播距离的变化,从而设计波前传感器和变形镜的位置,以及选择使用4F光学系统.本文的分析可以为自适应光学系统的整体光路设计提供一定理论参考.     

钠信标测光理论与实验研究

钠信标激光器与钠原子间的耦合效率是其性能评价的核心指标之一,为对钠信标激光器的激发效率实现精确测量,在云南丽江1.8 m望远镜上搭建了一套完整的激光钠信标测光系统,该系统由钠信标激光器、激光中继光路和激光发射望远镜、钠信标接收望远镜、钠原子激光雷达、大气视宁度测量仪等组成。自2011年以来利用该系统对中国科学院理化技术研究所20 W级百微秒脉冲激光器所产生的钠信标进行了相应的测量标定,成功得到了半高全宽最小为3'（对应到90 km高度处为1.3 m）的钠信标图像,并测量了在不同的出光功率、偏振状态和中心波长下钠信标的回光结果。实验中分析了滤光片、CCD量子效率曲线等在对钠信标测光时的影响,对所产生的钠信标回波光子数进行了精确标定,并提出了一种钠信标V星等的计算方法;在19 W出光功率,圆偏光状态下获得了最亮的钠信标,其在大气层上空的光子数流量为9.55106 photonss-1m-2,对应7.4 V星等。     

一种用于图像拼接的角点匹配算法

针对基于自适应光学技术的人眼眼底待拼接图像灰度、清晰度不一致以及细节的差异使检测出的角点无法匹配,进而导致图像不能拼接的问题,提出一种在OpenCV配置环境下角点检测的基础上,进行角点匹配的新方法.该方法利用角点间的距离和斜率在眼底很小的区域内基本不变的特性,将两幅图像的角点对相互匹配,进而找到两幅图像中三对一一对应的角点.实验结果表明,用该方法可以解决人眼图像拼接的角点检测和角点匹配问题,而且运算速度快,检测效率高.     

温度调谐LBO晶体光参量振荡器

本文详细研究０．５３２μｍ激光泵浦、温度调谐Ⅱ型非临界相位匹配ＬＢＯ光参量振荡器。当温度从２０℃升高到２００℃时，其信号波和闲置波的调谐范围分别为１．００２～０．８９８μｍ和１．１３４～１．３０６μｍ。本装置最吸引人之处是本征输出线宽比Ⅰ型情形小一个量级。     

钠信标光斑大小及回光数研究

钠信标已经成为地基大口径望远镜自适应光学系统的必要组成部分。钠信标光斑大小和回光数是影响自适应光学系统性能的关键因素,从发射角度考虑,主要由激光到达钠层时功率密度分布和耦合效率共同决定。为了准确估计钠信标光斑大小和回光数,首先建立了激光在大气中传输的模型,通过分析激光发射望远镜口径和上行路径大气湍流对激光到达钠层功率密度分布的影响,得出优化激光发射望远镜口径的普适方法;然后根据激光通过发射望远镜后到达钠层的功率密度与耦合效率的关系,计算钠信标光斑大小和回光数;最后利用探测误差和时域误差作为评价指标,计算了系统的最优采样频率。研究结果表明,针对丽江高美古天文台大气条件（大气相干长度（r0@550 nm）中值为7~9 cm）,激光发射望远镜口径最佳值为300 mm,此时产生的光斑最优;当r0为9 cm,激光器采用中国科学院理化技术研究所20 W级百微秒脉冲激光器并利用D2a+D2b双峰泵浦激发钠原子时,产生的钠信标回光数为1.3107 photonss-1m-2,光斑大小为0.6,最优的采样频率为900 Hz。     

双缝衍射用于CCD响应特性标定的模拟研究

输入输出响应特性是CCD应用中一项重要参数,标定一参数的方法很多。介绍一种新的标定方法－双缝衍射法,即利用双缝衍射图像各亮条纹的衰减关系来产生不同的CCD能量的输入,从而标定CCD的响应。给出了模拟结果。     

基于哈特曼波前探测的流场层析重建系统仿真

基于哈特曼波前探测的流场层析重建技术结合了光学波前探测技术和计算机层析技术。重建系统由哈特曼传感器探测平行光束穿过流场后的投影波前,采用计算机层析技术重建流场物理量的空间分布。在介绍哈特曼流场层析重建原理的基础上,对流场重建的整个过程进行了计算机仿真,重建的RMS误差为0.0726。结果表明,该技术可以很好地实现流场的层析重建,在材料、流场研究等工程实际测量中具有良好的应用前景。     

光学相干层析技术在光学表面间距测量中的应用

搭建了适于镜头中光学表面间距测量的实验装置,用于非接触高精度测量镜面间距.该装置以光纤型时域光学相干层析系统为基础,通过光学表面的层析成像精确测量其相对位置.对样品扫描装置进行了改进,利用高精度导轨移动光纤准直器来移动成像范围,实现对不同深度光学表面的层析成像.利用实验测量系统完成了对空气间隙样品及已装调好镜头的光学表面间距的测量,其中空气间隙样品的测量值为6.026mm,用游标卡尺得到的对比测量值为6.02mm;对镜头关键参数空气间隙的测量值为10.750mm,其设计值为(10.7±0.03)mm.实验系统误差为3.871μm,测量灵敏度为10.5μm.结果显示该方法具有非接触、高精度、高灵敏度的特点.