扩展目标低阶校正自适应光学系统的补偿效果

当自适应光学系统对扩展目标进行低阶模式校正时,系统存在非等晕误差.本文应用大气湍流波前扰动的Zemike多项式分解,推导了扩展目标情况下低阶校正自适应光学系统的模式非等晕误差和波前校正残余误差的关系表达式.在此基础上给出了光波水平大气传输时倾斜校正自适应光学系统波前残余误差的数值计算结果.此外还给出了太阳表面米粒结构低对比度扩展目标倾斜校正后的补偿成像实验结果.     

光子计数式动态交变剪切干涉仪噪声分析

在自适应光学系统中，波前探测器的噪声是一个主要误差源，本文中分析了光子计数式动态交变剪切干涉仪波前探测器的噪声情况，从理论上推导了剪切干涉仪相位角均方根误差随光强和采样周期的变化以及变化关系，并首次引入等效噪声带宽对施加滤波后噪改善进行了分析。     

应变式微型精密压电驱动器的一体化设计及其PID控制

基于有限元分析设计了一种利用应变片进行位移反馈的微型精密压电驱动器.该驱动器采用位移放大机构对微小应变进行放大,通过测量应变电桥的输出间接地测量出驱动器的微小位移.标定实验显示该传感器的精度为80 nm.虽然该应变反馈式压电驱动器是一种含有迟滞特性的复杂受控对象,但是在准静态条件下PID算法可以对其进行有效的闭环控制.分别进行了准静态的定位实验和跟踪实验,结果表明,PID控制算法对本驱动器的控制效果比较理想.在定位试验中,定位效果与开环相比有明显提高,定位误差不超过0.059 μm;单频正弦信号跟踪误差不超过0.085 μm;多频正弦信号跟踪误差不超过0.092 μm.实验证明了该方法在准静态条件下的有效性.     

大气紫外临边辐射及偏折效应影响研究

首先基于输运理论建立了UV波段大气的临边辐射模型,提出了球面大气累加的解算方法。然后根据Snell折射定律及球面三角公式,给出了大气偏折时临边几何程的计算方法。最后计算了典型大气模式、典型切向高度时大气的临边透过率与临边辐射亮度,分析了大气偏折效应带来的影响。计算结果可为星载光学探测系统的仿真应用提供相关的理论基础,也可为全球环境变化、气候预测等研究提供重要参数。     

基于Harris角点量与相位相关的亚像素级图像配准方法*

相位相关法是一种常用的图像配准方法,而直接基于傅里叶变换的快速图像配准方法（ＦＤＦＡ）使之具有亚像素级的配准精度,它需要根据图像内容细心选择参与相位拟合的频率分量,并在图像上施加窗口以抑制频域的图像边界效应,从而提高其偏移量估计精度。从边界效应抑制的角度出发,利用Harris角点量代替原始图像进行相位相关计算,与传统的对原始图像加窗的方法不同,该方法既抑制了边界效应,又避免引入截断误差,同时只用对其第一项频率分量进行拟合,而不需要进行频率项的选择,使相位拟合过程更简单。提取图像的Harris角点并选择其中     

基于自适应光学系统闭环数据的大气相干长度的计算

提出了一种计算大气相干长度(r0)的新方法。根据自适应光学系统的控制关系,由闭环数据复原得到开环数据,并计算出系统噪声。大气相干长度由去除系统噪声的开环数据得到。与传统的方法相比较,此方法不需要中断自适应光学系统的工作进行开环数据采集,保证了校正的连续性。而且,用此方法计算得到实时的r0,消除了系统噪声的影响。将此方法应用于61单元的自适应光学系统中,对实测大气相干长度进行了分析。     

大口径地基太阳望远镜温度传感器标定方法

热控系统是大口径地基太阳望远镜的重要组成部分,它能最大限度地减小主镜面的视宁度效应和内部视宁度效应。在热控系统中,温度传感器是监控主镜表面、热光阑表面和环境真实温度的“眼睛”,因此,其精度对热控系统乃至整个望远镜的性能均有影响。针对现有商用传感器精确度不高、零点和响应曲线随时间变化而变化等缺陷，在将其组装入太阳望远镜之前,必须先对其进行标定。本工作采用一元线性回归的标定方法,通过修正传感器的响应曲线,从而提高传感器的测量精度。建立相应的实验装置，验证了该标定方法的可行性和有效性。验证结果表明,温度传感器的测量误差由1.5℃以上降低到0.05℃以下,可以满足大型地基太阳望远镜热控制系统的要求。     

双变形镜自适应光学系统全场补偿实验验证

在双变形镜自适应光学系统中,需要主激光出射时与信标光的振幅分布一致、相位共轭.当主激光到达目标时,光波的分布与目标上发射的信标光光波分布相同,主激光的振幅和相位都得到了校正.根据双变形镜自适应光学技术的概念,设计了一套基于双变形镜的自适应光学系统,对比了双变形镜和传统单变形镜对波前的空间校正能力,在实验上验证了双变形镜...     

用闪烁调制理论研究激光大气传输的相位起伏

针对Rytov近似下相位起伏的理论结果与实际情况不符的缺陷,本文提出用Andrews的调制近似理论来研究光波在湍流大气中传输的相位起伏.该方法根据能量守恒的原理,得到了闪烁调制的具体表达式,然后通过功率谱的替换,从闪烁方差得到了上行、下行和水平三种链路的相位起伏的表达式.结果表明,Andrews调制近似其实有很多具体的形式,对于每一种形式,其中的物理量都有不同的物理含义.与Rytov近似下的结果相比,本文的结果将适用于倾斜传输路径和存在闪烁的聚焦和饱和的情况.     

二阶广义总变分约束的太阳图像多帧盲解卷积

盲解卷积是常用的自适应光学图像事后重建方法之一。为提高盲解卷积对太阳(自适应光学)图像的重建效果，本文提出了基于二阶广义总变分的空变多帧盲解卷积算法。该算法首先利用交替最小化和半二次分裂方法求解本文提出的二阶广义总变分约束的空不变多帧盲解卷积模型；然后针对非等晕大视场太阳图像特性，利用重叠分块与加权拼接实现空变盲解卷积扩展。在一米新真空太阳望远镜(NVST)观测的真实太阳图像上进行的重建实验与分析表明，本文算法在主观视觉效果和客观指标上均具有较好的图像重建效果。