微透镜阵列对Hartmann—Shack波前探测器探测精度的影响

微透镜阵列是Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前探测器的核心元件之一。本文从理论上分析了微透镜阵列的性能对Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前探测器的波前探测精度的影响，并根据理论分析进行了一系列实验，得到了有益的结果。     

用Hartmann－Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＴＦ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。     

抑制微光波前传感器随机噪声的方法研究

在自适应光学系统微光波前传感器中采用像增强器后，高帧频CCD输出的图像中会产生严重的随机噪声，影响光斑质心计算精度，从而使自适应光学系统波前探测精度降低。本文根据微光波前传感器中CCD输出图像的特点对中值滤波，均值滤波，自相关，延时相关等多种方法进行了仿真和实验比较，并提出了一系列评价方法。研究表明延时相关算法是最佳选择。     

H—S法波前探测的高速图象采集系统

自适应光学系统中有两种方法用于测定波前的局部斜率：剪切干涉测量法和哈特曼法（以下简称Ｈ－Ｓ法）。由于Ｈ－Ｓ法运用较简单的光学系统，无需任何活动组件，具有较高的光效率，并能很好地用于探测器阵列，因此它更普遍地用于自适应光学系统中。本文介绍了一种应用于Ｈ－Ｓ法波前探测的高速图象采集系统，提出了应用本图象采集系统解决高帧频探测器阵列与数据处理机之间的同步协调的方法。     

波前传感器子孔径数和信标亮度的匹配

针对云南天文台１．２ｍ望远镜上的６１单元高分辨率自自应光学系统，进行了微光工作环境下波前传感器子孔径数和信标亮度匹配的实验研究。在Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器前的平行光路加入一个变倍光学系统，进行了８＊８、６＊６、４＊４和２＊２子孔径阵列在不同信标亮下波前感器对波前的探测实验。     

H－S法波前探测的高速图象采集系统

自适应光学系统中有两种方法用于测定波前的局部斜率：剪切干涉测量法和哈特曼法（以下简称Ｈ－Ｓ法）。由于Ｈ－Ｓ法运用较简单的光学系统，无需任何活动组件，具有较高的光效率，并能很好地用于探测器阵列，因此它更普遍地用于自适应光学系统中。本文介绍了一种应用于Ｈ－Ｓ法波前探测的高速图象采集系统，提出了应用本图象采集系统解决高帧频探测器阵列与数据处理机之间的同步协调的方法。     

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。     

波前斜率探测的线性预防方法

由于自适应光学技术校正大气湍流有一定的延迟时间，这将降低系统的校正性能，主要表现为波前斜率探测的采样率不足，使得系统的带宽有限而不能补偿有定功率谱的湍流大气。研究了两种工作方式下的线笥预防方法，结果显示，如果采用线性预防方法，在同样的延时条件下，可以减小波前斜率的ＭＳＥ误差（由延时引起）约３０％。     

波前斜率探测的线性预测方法

由于自适应光学技术校正大气湍流有一定的延迟时间 ,这将降低系统的校正性能 ,主要表现为波前斜率探测的采样率不足 ,使得系统的带宽有限而不能完全补偿有一定功率谱的湍流大气。研究了两种工作方式下的线性预测方法 ,结果显示 ,如果采用线性预测方法 ,在同样的延时条件下 ,可以减小波前斜率的 MSE误差 (由延时引起 )约 30 %。     

用Hartmann—Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＦＴ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。     

37单元自适应光学系统实时波前处理

讨论了３７单元自适应光学系统中子孔径排布、ＣＣＤ相机的图象输出方式及波前处理算法的特点，并介绍了针对系统中帧频为３８０／秒的波前探测器研制的用５片ＴＭＳ３２０Ｃ２５并行处理的、峰值运算速度达１亿次／秒的高速数字处理器－波前处理机的原理和实现。该机对一帧图象的采集和处理延时为３．４ｍｓ。     

37单元自适应光学系统

报道了在我们的大气传输及自适应光学校正实验室内建立的一套３７单元自适应光学系统的原理和特点。文中给出系统实验框图、一个基于ＳＶＤ上的算法分析、系统控制算法和一些实验结果。     

光子计数动态剪切干涉仪的实时波前处理机

介绍了光学计数方法下的波前处理机的构成及工作原理，解决了弱光条件下的光子脉冲计数，并以ＴＭＳ３２０Ｃ２５高速数字信息处理器为核心，快速完成了波前相位计算，波前重构，控制信号的并行输出及波面信息的实时监测。     

星体目标自适应光学成象补偿

大气湍流等动态波前扰动限制大型望远镜的分辨能力，是从有望远镜以来几百年的老问题，自适应学技术提供了解这一问题的途径。但对星体目标来说由于所能利用的光能极为有限，动态扰动的时间－空间特性又对系统提出很高要求，因而难度很大。本文报导我们用２１单元自适应光学系统在云南天文台１．２ｍ望远镜上对星体目标进行的首次试验。介绍了针对弱光动态目标的特点对系统的改进。实验结果表明了这一自适应光学系统可以在光子计数率     

本征模波前复原法的初步研究

自适应光学的模式波前复原算法，包括Ｚｅｒｎｉｋｅ模式法，直接斜率法等都存在一定的局限性，本文介绍一种改进的模式法－本征模法，对其构造和应用原则作了叙述，证明了它与直接斜率法的关系，最后以３７单元变形镜为例，进行了实际构造本征模的尝试。     

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。