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改进的蜣螂优化算法及其在无波前自适应系统波前校正中的应用
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作者 高世杰 王振 +3 位作者 傅星鑫 刘维 毛勇名 曹景太 《光子学报》 北大核心 2025年第3期20-31,共12页
引入一种改进的蜣螂优化算法,通过替换原有蜣螂算法中的全局搜索策略,确保种群粒子间的有效信息交流,将其应用于无波前传感自适应光学系统,用于校正大气湍流引起的光信号波前畸变。仿真比较了该算法与传统蜣螂优化算法、随机并行梯度下... 引入一种改进的蜣螂优化算法,通过替换原有蜣螂算法中的全局搜索策略,确保种群粒子间的有效信息交流,将其应用于无波前传感自适应光学系统,用于校正大气湍流引起的光信号波前畸变。仿真比较了该算法与传统蜣螂优化算法、随机并行梯度下降算法以及模拟退火-随机并行梯度下降算法在无波前传感自适应光学系统中的性能。结果表明,在达到相同校正效果的前提下,基于改进蜣螂优化算法的波前校正系统在各种湍流条件下均表现出显著优势,校正速度最低提高了80%。此外,改进后的算法展现出更强的全局搜索能力,有效抑制了陷入局部最优解的问题,同时表现出更高的收敛稳定性和鲁棒性,进而显著提升了相干自由空间光通信系统的整体通信性能。 展开更多
关键词 自适应光学 自由空间光通信 控制算法 蜣螂优化算法 校正
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全光路像差校正自适应光学系统中共模波前传感器标定方法研究 被引量:2
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作者 胡诗杰 杨平 +2 位作者 张学军 许冰 吴健 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期28-32,37,共6页
根据光波在介质中的传播规律,首先详细分析了全光路像差校正自适应光学系统的工作原理,然后对常规方法标定共模波前传感器后的系统校正残余误差作了分析,并从校正残余误差和操作的简易程度两个方面分析了常规方法标定共模波前传感器存... 根据光波在介质中的传播规律,首先详细分析了全光路像差校正自适应光学系统的工作原理,然后对常规方法标定共模波前传感器后的系统校正残余误差作了分析,并从校正残余误差和操作的简易程度两个方面分析了常规方法标定共模波前传感器存在的缺点,最后针对全光路像差校正自适应光学系统的特点,提出了两种新的共模波前传感器标定方法,详细推导了两种方法标定共模波前传感器后全系统的校正残余误差。结果显示,两种方法标定共模波前传感器后,其校正残余误差只与常规方法标定共模波前传感器后系统的校正残余误差中的一种误差有关。 展开更多
关键词 自适应光学 全光路像差校正 角椎棱镜阵列 共模 标定方法
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面向自由空间光通信波前校正的改进模拟退火算法
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作者 李洪利 刘欣悦 +2 位作者 杜博军 曹景太 张恒 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第4期784-793,共10页
为了补偿大气湍流对相干自由空间光通信的影响,本文研发了一种基于改进模拟退火算法的自适应光学系统,旨在优化系统的混频效率和降低误码率,从而提升整体系统性能。首先,介绍了含有无波前自适应光学部分的相干光通信系统的组成,并重点... 为了补偿大气湍流对相干自由空间光通信的影响,本文研发了一种基于改进模拟退火算法的自适应光学系统,旨在优化系统的混频效率和降低误码率,从而提升整体系统性能。首先,介绍了含有无波前自适应光学部分的相干光通信系统的组成,并重点分析了混频效率和误码率等关键参数。随后,详细阐述了改进模拟退火算法的工作原理及其在自适应光学系统中的应用。为了验证算法的有效性,进行了数值模拟分析,并与传统算法进行了对比分析。最后,在实验平台上收集实际数据以进一步评估算法性能。实验结果表明:改进模拟退火算法相比于普通模拟退火算法,迭代次数减少50%的情况下,误码率降低到10^(-9),混频效率提高到0.9。改进模拟退火算法可以减少传统自适应光学系统的迭代次数,提高波前校正精度,满足通信系统的需求。 展开更多
关键词 校正 自适应光学 无波 混频效率 误码率
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Zernike多项式波前畸变校正研究进展
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作者 梁静远 张馨文 +1 位作者 柯程虎 柯熙政 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期49-56,共8页
光波在大气中传输时,受湍流影响,会产生不同程度的波前畸变。自适应光学系统通过相位共轭原理将畸变波前恢复成接近理想光的状态,从而实现波前畸变校正。Zernike多项式在圆域展开的低阶模式与Seidel像差一致,通过特定的算法产生共轭相位... 光波在大气中传输时,受湍流影响,会产生不同程度的波前畸变。自适应光学系统通过相位共轭原理将畸变波前恢复成接近理想光的状态,从而实现波前畸变校正。Zernike多项式在圆域展开的低阶模式与Seidel像差一致,通过特定的算法产生共轭相位,可实现波前畸变的有效校正。系统阐述了Zernike多项式理论及波前探测/无波前探测两类自适应光学系统,详细分析了基于Zernike多项式的8种波前畸变校正算法工作原理,并指出了各种算法的校正效果和优缺点。 展开更多
关键词 校正 畸变 ZERNIKE多项式 自适应光学系统
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模拟退火-爬山混合算法用于无波前传感器快速像差校正 被引量:9
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作者 刘莹 马剑强 +2 位作者 何挺 李保庆 褚家如 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期213-219,共7页
为了校正激光光束波前像差,建立了一种基于压电微变形镜的自适应光学系统。提出了用模拟退火-爬山混合算法来控制系统中37单元单压电片变形镜,补偿激光光束波前像差,实现对光斑的快速校正。提出的混合算法先使用模拟退火算法为爬山法提... 为了校正激光光束波前像差,建立了一种基于压电微变形镜的自适应光学系统。提出了用模拟退火-爬山混合算法来控制系统中37单元单压电片变形镜,补偿激光光束波前像差,实现对光斑的快速校正。提出的混合算法先使用模拟退火算法为爬山法提供一个较好的校正起点,再用爬山法对像差进行精确校正,仅需要少量的模拟退火迭代过程即可提供一个好的校正起点。由于精确校正阶段的爬山法速度快,因此获得相同校正效果需要的迭代次数比普通模拟退火算法减少了50%以上;同时由于爬山法校正起点较好,大大降低了进入局部最优值的可能。最后,实验验证了模拟退火-爬山法对激光光束波前具有更佳的校正效率。 展开更多
关键词 自适应光学 模拟退火-爬山混合算法 压电变形镜 像差 校正
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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 被引量:6
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作者 杨华峰 饶长辉 +1 位作者 张雨东 姜文汉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期27-34,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 自适应光学 光学共轭 校正 变形镜
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相位光栅型曲率传感器的波前校正算法 被引量:2
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作者 黄盛炀 习锋杰 +2 位作者 宁禹 刘长海 姜宗福 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2573-2577,共5页
针对相位光栅曲率传感器能够测量波前曲率在光瞳面上分布的特点,提出了一种采用整个空间分布的曲率信号来实现波前校正的算法。用曲率型变形镜影响函数的曲率信号在光瞳面上的分布来拟合待校正波前的曲率信号,采用最小二乘方法得到变形... 针对相位光栅曲率传感器能够测量波前曲率在光瞳面上分布的特点,提出了一种采用整个空间分布的曲率信号来实现波前校正的算法。用曲率型变形镜影响函数的曲率信号在光瞳面上的分布来拟合待校正波前的曲率信号,采用最小二乘方法得到变形镜的控制电压,实现波前校正过程。数值模拟了一种41单元曲率型自适应光学系统采用该算法的波前校正过程。结果表明,对4至28阶Zernike像差体现了校正效果,对曲率为0的Zernike像差校正效果略好于曲率不为0的Zernike像差。与传统分区法的校正效果相比,整体法对Zernike像差的校正效果基本相当。整体法无需对光瞳面上的曲率信号进行与电极分布相同的分区,降低了对系统校准的要求。 展开更多
关键词 自适应光学 曲率型自适应光学系统 相位光栅型曲率 校正算法 Zernike像差
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光学波前传感技术研究进展
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作者 孙思蔚 魏静轩 刘永 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期672-684,共13页
光学波前是光波相位面的几何表示,光学波前传感技术通过检测光波传播路径中的相位变化来分析物体的性质。该技术广泛应用于大气湍流检测、光学元件缺陷分析、生物样品研究等领域,在天文学、自适应光学、显微成像、激光系统和生物医学等... 光学波前是光波相位面的几何表示,光学波前传感技术通过检测光波传播路径中的相位变化来分析物体的性质。该技术广泛应用于大气湍流检测、光学元件缺陷分析、生物样品研究等领域,在天文学、自适应光学、显微成像、激光系统和生物医学等方面具有重要作用。然而,常见探测器仅对光强度敏感,为了探测光学波前,通常需要在探测前端使用一系列复杂的光学元件,这导致系统体积庞大、成本高昂且结构复杂。近年来,随着微纳光学和人工智能等领域的不断进展,涌现出一系列基于新原理、新器件和新算法的集成化、小型化和高性能的光学波前传感技术。该论文系统综述了近期光学波前传感技术的研究进展,并根据其原理将其分为干涉型和非干涉型两大类,具体包括剪切干涉型、光栅干涉型、近场干涉型、算法重构型和维度关联型等技术。最后,总结了当前领域尚存的挑战,并展望了未来可能的研究方向。 展开更多
关键词 光学 微纳光学 人工智能 自适应光学
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基于无波前传感的菲涅耳透镜像差校正实验 被引量:2
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作者 文良华 杨平 +6 位作者 杨康建 陈善球 王帅 刘文劲 孔庆峰 杨静静 许冰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期93-99,共7页
为提高薄膜菲涅耳透镜成像性能,采用无波前传感的自适应光学系统对菲涅耳透镜点目标成像的波前像差进行实验校正.像差校正控制采用随机并行梯度下降算法,以远场光斑像清晰度函数为优化指标,算法迭代数十次后收敛.系统闭环校正后,焦平面... 为提高薄膜菲涅耳透镜成像性能,采用无波前传感的自适应光学系统对菲涅耳透镜点目标成像的波前像差进行实验校正.像差校正控制采用随机并行梯度下降算法,以远场光斑像清晰度函数为优化指标,算法迭代数十次后收敛.系统闭环校正后,焦平面光斑等效半径缩小了43%,二阶矩为0.997 5,接近理想极限1,像清晰函数值和峰值光强提高了一倍,光强的半高全宽达到1.2倍衍射极限,调制传递函数的中频分量显著提高.实验结果表明该方法结实现构简单,能快速、有效地校正菲涅耳透镜波前像差,改善系统的成像性能,可应用于大口径、轻量化的空间望远镜. 展开更多
关键词 菲涅耳透镜 畸变 无波自适应光学 像差校正 成像系统 空间望远镜
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混合模型算法在无波前传感自适应光学中的应用 被引量:3
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作者 刘武杰 元秀华 +2 位作者 周泽宇 李奇 赵茗 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期43-52,共10页
应用Lukosz预校正模型算法可以校正波前畸变的低阶像差,缩小迭代算法的搜寻范围;应用自适应余弦衰减的随机并行梯度下降(AcSPGD)算法可以补偿波前畸变的高阶像差,提升迭代算法的校正精度。本文提出了一种基于预校正模型和AcSPGD算法的... 应用Lukosz预校正模型算法可以校正波前畸变的低阶像差,缩小迭代算法的搜寻范围;应用自适应余弦衰减的随机并行梯度下降(AcSPGD)算法可以补偿波前畸变的高阶像差,提升迭代算法的校正精度。本文提出了一种基于预校正模型和AcSPGD算法的混合模型算法,并将其应用于无波前传感自适应光学系统中校正湍流大气产生的畸变波前,最后搭建实验光路验证了算法的有效性。结果表明,混合模型算法的校正速率是常用的随机并行梯度下降(SPGD)算法的3倍,且校正精度比传统的Lukosz模型算法更高,应用于无波前传感自适应光学系统中有效减小了光场波前的相位起伏,提高了远场光斑斯特列尔比(SR),使自由空间光通信(FSO)系统的通信性能得到有效提升。 展开更多
关键词 自由空间光通信 无波自适应光学 随机并行梯度下降算法 Lukosz模型
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基于深度学习的自适应光学波前传感技术研究综述 被引量:7
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作者 李自强 李新阳 +1 位作者 高泽宇 贾启旺 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1-13,共13页
波前传感是自适应光学系统的重要组成部分,在地基大口径望远镜、激光大气传输、无线光通信、激光驱动核聚变等领域发挥了关键作用,同时也常应用于自由曲面的光学测量中。与此同时,深度学习作为一种较为通用的前沿技术,成功在计算机视觉... 波前传感是自适应光学系统的重要组成部分,在地基大口径望远镜、激光大气传输、无线光通信、激光驱动核聚变等领域发挥了关键作用,同时也常应用于自由曲面的光学测量中。与此同时,深度学习作为一种较为通用的前沿技术,成功在计算机视觉、自然语言处理等众多领域取得了革命性进展。使用深度学习的方法改进自适应光学系统中的波前传感器,以期实现更精准的波前探测,以及适应更复杂的应用场景是自适应光学的发展趋势,也是深度学习应用领域的一个新课题。介绍了深度学习在自适应光学波前传感中的应用现状,主要分析了在相位反演波前传感器和哈特曼波前传感器中的研究特点,并在最后进行了总结和展望。 展开更多
关键词 自适应光学 深度学习 相位反演 哈特曼
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自适应光学波前校正器技术发展现状 被引量:46
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作者 林旭东 薛陈 +2 位作者 刘欣悦 王建立 卫沛锋 《中国光学》 EI CAS 2012年第4期337-351,共15页
波前校正器是自适应光学系统中的关键部件,相关技术已得到了多年的积累与发展。本文介绍了多种目前常用的波前校正器件,包括分离促动器连续表面变形镜、拼接子镜变形镜、薄膜变形镜、双压电片变形镜、微电子机械系统变形镜以及基于液晶... 波前校正器是自适应光学系统中的关键部件,相关技术已得到了多年的积累与发展。本文介绍了多种目前常用的波前校正器件,包括分离促动器连续表面变形镜、拼接子镜变形镜、薄膜变形镜、双压电片变形镜、微电子机械系统变形镜以及基于液晶技术的空间光调制器和自适应次镜等,给出了它们的实现方式及其基本工作原理,并从空间校正频率和校正速度等方面对各校正器的性能进行了比较。最后,总结了在新应用的需求下,波前校正器件的技术创新及发展趋势。 展开更多
关键词 自适应光学 校正 变形镜 工作原理 现状
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涡旋光束的自适应光学波前校正技术 被引量:17
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作者 高春清 张世坤 +1 位作者 付时尧 胡新奇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期1-6,共6页
涡旋光束是一种具有螺旋波前的光束,其特点是其光强分布为环形,携带有与螺旋波前结构相关的轨道角动量。由于涡旋光束的角量子数可取任意整数,同时不同角量子数的光束之间相互正交,因此可提高光通信系统的信道容量。但涡旋光束在自由空... 涡旋光束是一种具有螺旋波前的光束,其特点是其光强分布为环形,携带有与螺旋波前结构相关的轨道角动量。由于涡旋光束的角量子数可取任意整数,同时不同角量子数的光束之间相互正交,因此可提高光通信系统的信道容量。但涡旋光束在自由空间传输时会受到大气湍流的影响,进而产生波前畸变,因此需要采用自适应波前校正技术对畸变后的光束进行校正。文中对现有的涡旋光束波前校正技术进行了概述,重点介绍了笔者课题组提出的应用GS相位恢复算法和高斯光束探针相结合对涡旋光束波前畸变校正的技术及应用SPGD算法和泽尼克多项式对涡旋光束波前畸变校正的研究工作。 展开更多
关键词 自适应光学 涡旋光束 校正 GS算法 SPGD算法
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“神光-Ⅲ”主机装置的自适应光学波前校正系统 被引量:9
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作者 杨泽平 李恩德 +4 位作者 张小军 凡木文 施宁平 魏凌 龙国云 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期81-88,共8页
本文介绍了为"神光-Ⅲ"主机装置研制的五十套工程化自适应光学系统,包括系统技术方案,基于可拆卸技术的大口径变形镜和具有自动对准功能的哈特曼波前传感器两主要部件的性能,测量并分析了波前特性,系统校正结果表明:自适应光... 本文介绍了为"神光-Ⅲ"主机装置研制的五十套工程化自适应光学系统,包括系统技术方案,基于可拆卸技术的大口径变形镜和具有自动对准功能的哈特曼波前传感器两主要部件的性能,测量并分析了波前特性,系统校正结果表明:自适应光学系统改善了主机装置的光束质量,满足10倍衍射极限范围内激光能量大于95%的指标要求,确保"神光-Ⅲ"主机装置激光在主放大系统内的传输顺畅。 展开更多
关键词 神光-Ⅲ 自适应光学 校正
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基于自组织映射神经网络的位相差异波前传感新方法 被引量:6
15
作者 易红伟 李英才 +1 位作者 樊超 王矫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1373-1377,共5页
针对位相差异(Phase Diversity,PD)技术存在计算量大和神经网络训练样本集规模过大等缺点,提出一种结合人工神经网络的PD波前传感新方法-基于自组织映射(Self-Organizing Featwe Map,SOFM)网络的PD波前传感方法.通过计算机仿真实验对新... 针对位相差异(Phase Diversity,PD)技术存在计算量大和神经网络训练样本集规模过大等缺点,提出一种结合人工神经网络的PD波前传感新方法-基于自组织映射(Self-Organizing Featwe Map,SOFM)网络的PD波前传感方法.通过计算机仿真实验对新方法的性能进行了测试和分析.仿真实验结果表明,该方法在保证传感准确度的前提下可以有效提高PD波前传感的速度和缩减网络训练样本集的规模. 展开更多
关键词 稀疏孔径 神经网络
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相位差法波前传感系统自身误差的分析及消除方法 被引量:9
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作者 李斐 饶长辉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期599-605,共7页
针对附加像差为离焦的情况,对焦面位置误差、离焦量误差、图像对准误差以及图像噪声等因素带来的波前传感误差进行了数值模拟,并给出了确定焦面位置、对准焦面图像和离焦面图像、精确计算分光比、确定离焦量以及处理图像噪声的方法。使... 针对附加像差为离焦的情况,对焦面位置误差、离焦量误差、图像对准误差以及图像噪声等因素带来的波前传感误差进行了数值模拟,并给出了确定焦面位置、对准焦面图像和离焦面图像、精确计算分光比、确定离焦量以及处理图像噪声的方法。使得传感结果的均方根误差分别由0.088 8λ,0.059 0λ,0.128 4λ,4.170 6λ,0.152 6λ降为0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.029 2λ。结果表明:这些方法可以有效地减小传感误差,大大提高了传感精度,为相位差法的实际应用提供了重要的技术支持。 展开更多
关键词 误差分析 相位差法 精度 误差消除
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相位差异的三反光学系统波前传感技术 被引量:3
17
作者 程强 薛栋林 张学军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1601-1606,共6页
分析了基于相位差异(Phase Diversity,PD)的波前传感技术的基本原理,针对该技术的目标函数自变量多、非线性程度较高等特点,提出基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的改进相位差异技术。在传统目标函数的基础上增加了Tikhonov正则项,... 分析了基于相位差异(Phase Diversity,PD)的波前传感技术的基本原理,针对该技术的目标函数自变量多、非线性程度较高等特点,提出基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的改进相位差异技术。在传统目标函数的基础上增加了Tikhonov正则项,提高了算法的稳定性和收敛效率;对光学系统利用PD技术波前检测的噪声适应性进行了仿真分析;模拟了不同波前离焦量对检测精度的影响,获得最优的波前离焦相位值并应用于检测实验;利用PD技术分别对离轴三反光学系统的中心视场和边缘视场进行波前检测,并将解算得到的Zernike系数和波前图分别与干涉检验的结果进行对比。实验结果表明:相位差异技术与干涉检验的偏差小于0.013λ(RMS),其检测精度满足工程需求。 展开更多
关键词 相位差异 离轴三反光学系统
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自由旋涡气动窗口自适应光学波前校正初步研究 被引量:1
18
作者 刘天华 姜宗福 +2 位作者 许晓军 刘泽金 赵伊君 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期664-668,共5页
自由旋涡气动窗口能有效地替代高能激光器传统晶体输出镜 ,起到密封激光器低腔压的作用。利用现有的 37单元室内自适应光学系统 ,对自由旋涡气动窗口的输出激光波前畸变进行自适应光学波前校正。给出了自适应光学系统对气动窗口畸变波... 自由旋涡气动窗口能有效地替代高能激光器传统晶体输出镜 ,起到密封激光器低腔压的作用。利用现有的 37单元室内自适应光学系统 ,对自由旋涡气动窗口的输出激光波前畸变进行自适应光学波前校正。给出了自适应光学系统对气动窗口畸变波前的校正原理 ,采用直接斜率法在设计状态下对畸变波前进行了校正实验。结果表明 。 展开更多
关键词 校正 高能激光器 自由旋涡气动窗口 FADW 自适应光学系统 哈特曼-夏克 畸变
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空间光学的发展与波前传感技术 被引量:13
19
作者 韩昌元 《中国光学与应用光学》 2008年第1期13-24,共12页
进入21世纪,国际上一些发达国家和有关部门都已制定了空间发展战略规划,如美国航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)和俄罗斯政府相关部门等都提出空间发展战略规划,这些规划提出了今后一段时间内空间科学要解决的问题和发展的方向,而解... 进入21世纪,国际上一些发达国家和有关部门都已制定了空间发展战略规划,如美国航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)和俄罗斯政府相关部门等都提出空间发展战略规划,这些规划提出了今后一段时间内空间科学要解决的问题和发展的方向,而解决这些问题并推进空间技术的发展很大程度上依赖于先进的光学和无线电望远镜及仪器设备。因此,本文介绍本世纪初国际上空间科学应用的大型天文望远镜的发展情况,重点描述了大口径光学望远镜的光学系统以及实现这类天文望远镜的关键技术之一—波前传感技术。 展开更多
关键词 空间光学 大型光学望远镜 技术 面像差测定 位相恢复 综述
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高对比度成像波前检测及校正算法研究
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作者 陈曌瑜 张熙 王钢 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1906-1912,共7页
空间超高对比度成像技术是开展类地行星直接成像探测的必要条件,该技术的实现依赖于空间星冕仪系统对光学波前的精确控制,因此需要发展专用的在轨波前检测及校正算法。此类算法已在地基自适应光学系统中广泛应用,但在空间中,受限于航天... 空间超高对比度成像技术是开展类地行星直接成像探测的必要条件,该技术的实现依赖于空间星冕仪系统对光学波前的精确控制,因此需要发展专用的在轨波前检测及校正算法。此类算法已在地基自适应光学系统中广泛应用,但在空间中,受限于航天用CPU性能和选型限制,无法基于纯CPU运算设计。本文基于FPGA和CPU混合架构实现波前校正,在兼顾硬件资源和运算精度的条件下,能够锁定系外行星探测所需的高对比度成像暗区。上述混合架构的算法在大规模自适应光学系统中也具有显著的速度优势,针对100×100子孔径数的自适应光学系统,波前处理延时缩短1281.826μs,可满足为地基大口径望远镜配备的ExAO、GLAO和MCAO等自适应光学系统高速并行计算的需求。 展开更多
关键词 自适应光学 高对比度成像 检测及校正 FPGA
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