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。     

H—S波前传感器时域采样频率对探测误差的影响

波前传感器是自适应光学系统的重要组成部分。讨论了Ｈａｒｔｍａｎｎ－０Ｓｈａｃｋ－（Ｈ－Ｓ）波前传感顺的采样频率对探测误差的影响，理论分析结果说明，时域采样频率引入的探测误差Ｈ－Ｓ波前传感器的重要误差源，其大小随时域采样频率的增大而下降。     

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。     

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。     

基于脉动阵列的自适应光学实时波前处理机设计

针对自适应光学系统对波前处理机高计算量、高实时性的要求,本文提出了一种基于脉动阵列的自适应光学实时波前处理方法.该方法将脉动阵列的概念引入波前处理机设计,完成了波前斜率计算、复原运算和控制运算向脉动阵列的映射,合理地建立了数据的深度流水线,同时分析了以FPGA技术实现时系统的计算延时.对于48个子孔径,61单元的自适应光学系统,以一片Xilinx Virex-Ⅱ XC2V3000芯片实现了基于脉动阵列的实时波前处理机,实验测得计算延时仅8.6μs,结果表明该方法能极大地提高系统的实时性,集成度、通用性和扩展性.     

自适应光学波前处理机D/A电路的优化

为了适应当前的自适应光学系统的要求，介绍一种多路D/A转换电路的优化及实现方法。它将输出的多路数字信号依次地通过一路D/A，进行数模转换，再通过采样保持器，将各路信号进行采样保持，分成了多路信号来控制变形镜，从而不但简化了系统，而且综合小信号误差，减少故障率。     

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.     

一种Hartmann-Shack波前传感器图像的自适应阈值选取方法

在Hartmann-Shack波前传感器中，图像阈值的选取对质心探测精度有效大的影响。根据模式识别理论，提出一种适用于Hartmann-Shack波前传感器图像阈值选取的新方法——基于类别方差的自适应门限方法。实验结果表明，本方法在Hartmann-Shack波前传感器图像信噪比大于3时，能够比较有效地自动选取每帧图像的阈值。     

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。     

光电技术研究所的自适应光学技术

自适应光学是近二十年发展起来的光学新技术，它使光学系统具有能动地适应外界变化自动克服动态干扰的能力。十多年来光电技术研究所的自适应光学研究室建立了自适应光学技术的基础，研制成功多套自适应光学系统。带动了能动光学元件、微驱动技术和光束动态诊断技术等单元技术的发展。本文综合报导了这些技术进展。     

用可编程ASIC实现的波前校正器过压保护网络

波前校正器是自适应光学系统中的关键部件之一，制作困难，且在加电压不当时容易损坏。本文阐述了波前校正器的过压损坏机理，提出了利用分压网络避免波前校正器过压损坏的方案，介绍了基于可编程ＡＳＩＣ的过压保护电路的实现。此电路经测试，取得了较满意的结果。     

CIS信号检测与处理技术

ＣＩＳ（接触式图象传感器）是一种新型图象传感器。由于ＣＩＳ头比ＣＣＤ部件更紧凑,因此可使的产品体积更小。阐述了ＣＩＳ的特点,基本结构和信号处理技术,另外,还介绍了自选研制的ＣＩＳ信号处理系统及ＣＩＳ的信号实侧波形。     

自适应光学在空间光学遥感器上的应用

阐述了在空间光学遥感器上应用自适应光学技术的必要性,介绍了国外的ＳＴ－ＭＴ,ＬＤＲ和Ｈｕｂｂｌｅ等几种空间光学遥感器应用自适应光学技术的情况,论述了轻小型和集成化的星载自适应光学系统的技术现状和发展趋势。进行了星载相机主镜温度变形的自适应光学校正实验,改善系数大于１０。这说明,对大口径、高分辨率空间相机采用自适应光学技术校正主镜由于温度场变化而产生的变莆,可以有效地改善波前质量。     

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。