61单元自适应光学系统

本文报道了我们首次利用61单元自适应光学系统与精密跟瞄系统的综合装置，进行了对目标的斜程大气条件下的跟踪及自适应光学校正实验。本文着重从自适应光学的角度出发，介绍了自适应光学系统框图，主要的技术进展及实验结果。     

激光信标自适应光学系统

激光信标自适应光学系统。目前世界上有１０余台８ｍ级望远镜正在建造或设计中，由于大气非均匀运动影响，一台８～１０ｍ级的望远镜角分辨率并不比一架８～１０英寸的望远镜好。未来的空间探测与利用将取决于通过地球大气的激光束传输。纤维光学与光子学已使通讯产业发生...     

用于自适应光学系统的液晶技术

美国空军研究实验室(US Air ForceResearch Lab,简称USAF实验室)的SergioR.Restaino最近报导了该实验室在用于自适应光学系统的液晶技术方面的研究工作状况.任何一个光学成像系统所能达到的最高分辨率,取决于进入并通过该系统的波前质量的保真程度.波前质量的变差产生于光学设计和加工中的偏差,以及诸如大气状况、甚至于成像系统的承载结构等一些随机因素所造成的像差.近20年来,人们所研究的自适应光学(Adaptive Optics,简称AO)技术正是为了实时地消除这些像差的影响.为了使复杂的AO系统简化并降低其成本,许多单位和部门开展了各种替代技术的研究,US-AF实验室在利用液晶器件作为AO系统的校正单元方面开展了不少工作.一个光学(成像)系统能够产生高保真和高分辨率图像的能力,是该光学系统的一个重要的标志特性.用于天文或对空观测的光     

多层共轭自适应光学系统性能

多层共轭自适应光学系统被广泛应用于地基大型天文望远镜,其可以改善大气非等晕的影响,并有效扩大校正视场。基于MAOS软件,在仅考虑大气非等晕影响的情况下,研究了在可见光波段（0.6 m）和红外光波段（2 m）下两种自适应光学系统的对比,多层共轭自适应光学系统相比传统自适应光学系统在可见光波段性能提升显著;以及双层共轭系统中,当第一个变形镜共轭于入瞳处时,第二个变形镜共轭高度变化对系统性能的影响,在可见光波段确定最佳共轭高度对提升性能十分重要,并初步探讨了在单层自适应光学系统中,变形镜致动器个数对系统性能的影响。     

自适应光学系统运行失稳检测方法

自适应光学（AO）系统校正像差是提高光学系统性能的有效技术手段。为了保证AO系统长时间安全、稳定地工作,需要对AO系统运行的数据进行监测,识别系统失稳状态以提供决策建议。基于以上目的,建立了一套127单元AO系统失稳数据仿真平台,通过该平台仿真得到了4种闭环失稳异常。基于变形镜控制电压RMS指标使用Kmeans聚类、K-NN分类和ARIMA预测3种机器学习方法进行识别检测。3种方法在不同类型异常数据中的检测结果有所不同,说明3种异常检测方法对系统失稳检测均有一定的效果和适用范围,在实际使用时,可以根据需要选择一种或综合多种方法进行检测。     

层向多层共轭自适应光学系统的模拟

单层校正自适应光学系统只能在较小视场范围内对大气湍流进行有效校正,多层共轭自适应光学技术可以突破这种限制。介绍了层向多层共轭自适应光学系统基本结构及工作原理,研究了层向多层共轭自适应光学系统的模拟,内容包括:如何产生动态大气湍流波前数据、基于四棱锥波前传感器的波前复原算法、基于模式法的变形镜闭环校正控制过程等。对单层和两层的层向共轭自适应光学系统进行了模拟仿真,仿真结果表明:层向多层共轭自适应光学系统采用了更多的导星来校正两层大气湍流,比单层校正自适应光学系统具有更大的校正视场和更好的校正效果。     

自适应光学系统光学部分的计算机模拟

利用相位屏（PS）方法通过软件模拟大气湍流,进而研究了自适应光学（AO）系统中哈特曼一夏克（H—S）波前传感器的计算机模拟技术。使用基于Zernike多项式的模式法重构波前,验证了模拟方法的可行性,完成了AO系统光学部分的计算机模拟。     

混沌光学系统的神经网络自适应控制研究

提出一种用于混沌光学系统控制的神经网络自适应控制技术。以一前向神经网络作为受控混沌光学系统的系统辩识器，由此神经网络系统辩识器与受控混沌光学系统输出差值作为负反馈对受控混沌光学系统控制参数进行调整达到控制目的。由于所使用神经网络系统辩识器在常规ＢＰ算法的支持下可从受控混沌光学系统的输出时间序列进行动力学模型重构，因而特别适用于对未知动力学表述的混沌光学系统进行控制。以对布喇格声光双稳混沌系统的系统辩识及自适应控制为例，对此神经网络自适应控制技术可行性进行了示例证明。     

液晶降低了自适应光学系统的成本

自适应光学是一种逐渐成熟、完善的科学技术,并已经证明它在很多实验室和公开场合下是很有应用价值的.通常情况下,自适应光学主要应用于卫星监测和天文学领域内实现通过大气层的成像.但由于昂贵的波前校正系统,即或对于一些得到充分资助的研究实验室来说,对这种技术的使用也受到一定的限制.然而新颖先进的液晶空间光调制器(spatial light modulator,SLM)使这一技术降低了成本,并开拓了一些新的应用可能.天文成像中使用的传统自适应光学系统的价格可称得上是一个天文数字.这些系统中使用了一些价格昂贵的可变形反射镜,并带有成百个压力制动的元部件,而每个制动部件的价格都高达2000美元.尽管系统的性能是极其优秀的,但其高昂的价格限制了它在工业和医学领域开拓应用范围.与变形镜的情况相反,每个液晶SLM部件的价格却     

望远镜的紧凑型闭环液晶自适应光学系统设计

在利用地基大口径光学望远镜进行天文观测时,液晶自适应光学成像技术已经被应用于校正大气湍流所引起的波前像差。应用Zemax软件和尽量少的光学元件,设计出了与1200mm望远镜匹配的紧凑型闭环液晶自适应光学系统。针对本套闭环自适应光学系统自身的特殊要求,制定了具体的公差原则,并应用Zemax软件进行了公差分析,结果表明,本套闭环液晶自适应光学系统具备较宽松的公差条件,可以实现较容易的加工和装调。对该紧凑型闭环液晶自适应光学系统与1200mm望远镜对接匹配后的性能进行了相应的评价:自适应光学系统与1200mm望远镜对接匹配后的组合焦距为19.13m,F数为17.92,P-V值为0.122λ,RMS值为0.031λ,MTF曲线接近衍射极限,光学传递函数的模在33lp/mm时可以达到0.5,而成像CCD的极限分辨率为31lp/mm,充分地利用了CCD相机的分辨资源。     

基于激光钠导星的星载自适应光学系统

用于对地观测的星载光学系统受空间环境及相机内环境的影响而存在波前畸变问题,从而导致成像质量变差。为获得分辨率达到近衍射极限水平的图像,需要利用自适应光学技术对波前畸变进行自适应光学校正。提出了一种基于星外信标的自适应光学系统实现畸变波前校正的方案,并给出仿真实验,从而为星载自适应光学的进一步研究提供了依据。     

像锐化自适应光学系统中的多极值问题

本文对多极值现象产生的原因及其影响进行了详细分析,结果表明变形反射镜是产生多极值现象的原因,多极值现象限制了系统校正波前误差的范围。     

用液晶可降低自适应光学系统的造价

自适应光学是正在走向成熟的一门科学 ,在很多实验室和外场实验中已证明其不凡的功效。目前其主要应用目标是穿越大气层的卫星监控和天文观测。传统波前矫正系统的高昂造价使这项技术仅能用于经费充足的实验室。液晶型空间光调制器 (SL M)的新进展使人们用得起这种技术 ,也开辟了新的应用可能。天文成像用传统自适应光学系统要求天文数字的造价。这些系统使用昂贵的变形镜 ,它带有数百块压电晶体执行元件 ,每块执行器的价格高达 2 0 0 0美元。这种系统的性能优越 ,而其高昂价格却限制了它的工业和医疗应用。与变形镜形成对照 ,每个液晶空…