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基于Walsh函数调制的单帧图像深度学习相位反演技术
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作者 刘奇 杜应磊 +7 位作者 向汝建 李国会 张秋实 向振佼 吴晶 岳献 包安超 游疆 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期166-174,共9页
远场相位反演存在简并态,复原波前容易出现多解问题。相较于传统的迭代算法,结合了相位调制与深度学习的相位反演方法不仅显著降低了计算复杂度,还可有效地解决多解问题。这种方法实时性强,结构简洁,显示出其独特的优势。使用不同的沃... 远场相位反演存在简并态,复原波前容易出现多解问题。相较于传统的迭代算法,结合了相位调制与深度学习的相位反演方法不仅显著降低了计算复杂度,还可有效地解决多解问题。这种方法实时性强,结构简洁,显示出其独特的优势。使用不同的沃尔什函数(Walsh)对相位进行调制,采取深度学习的方法训练卷积神经网络从调制后单帧远场强度图中获得第4~30项Zernike系数从而复原出原始波前,解决了相位反演多解问题。对于3~15 cm大气相干长度的湍流像差的残差波前,其RMS与原始波前RMS的比值可达7.8%。深入研究了Zernike阶数、随机噪声、遮挡以及强度图分辨率等多种因素对波前复原精度的影响。研究结果表明,这种基于深度学习的相位反演方法在复杂的环境中展现出了良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 相位反演 泽尼克系数 相位调制 深度学习 沃尔什函数
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拼接子镜系统计算机辅助装调研究 被引量:5
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作者 姜震宇 李林 +1 位作者 黄一帆 杜宝林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1858-1861,共4页
为了提高拼接子镜系统的装调精确度,研究了拼接子镜系统的计算机辅助装调技术,分析了拼接子镜系统的计算机辅助装调模型,采用反向优化法编写程序求解系统失调量.以37项泽尼克系数作为评价函数.当粗调误差在0.7°以内时,完全可以精... 为了提高拼接子镜系统的装调精确度,研究了拼接子镜系统的计算机辅助装调技术,分析了拼接子镜系统的计算机辅助装调模型,采用反向优化法编写程序求解系统失调量.以37项泽尼克系数作为评价函数.当粗调误差在0.7°以内时,完全可以精确求解失调量.结果表明,求解结果准确度高,符合实际装调要求. 展开更多
关键词 分块子镜系统 计算机辅助装调 像差 波前 泽尼克系数 OSLO光学设计软件
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非球面扇形分块镜的拼接误差仿真与反演 被引量:1
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作者 雷存栋 郑列华 车英 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期101-106,共6页
根据红外望远镜2m非球面拼接主镜的要求,通过非球面方程导出波像差表达式,建立波像差与干涉亮纹之间的关系,建立ZEMAX模型,编写MATLAB程序对拼接误差与干涉条纹的泽尼克多项式像差之间的关系进行仿真.提出基于误差灵敏度矩阵实现误差... 根据红外望远镜2m非球面拼接主镜的要求,通过非球面方程导出波像差表达式,建立波像差与干涉亮纹之间的关系,建立ZEMAX模型,编写MATLAB程序对拼接误差与干涉条纹的泽尼克多项式像差之间的关系进行仿真.提出基于误差灵敏度矩阵实现误差线性反演的方法,建立整个拼接镜的误差反演算法,并对单个扇形分块镜的拼接误差进行反演.结果表明当拼接平移误差小于1mm或倾斜误差小于1°时,反演误差优于3%且迅速收敛,当拼接误差小于0.1mm或倾斜误差小于0.1°时,反演误差优于0.5%,且随着拼接误差的继续减小而趋近于零.该反演方法准确度高,算法简单,有效,适合工程应用. 展开更多
关键词 几何光学 分块拼接望远镜 泽尼克系数 灵敏度矩阵 数值仿真
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基于稀疏孔径的波前重构算法 被引量:3
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作者 王棪 伏瑞敏 廖志波 《航天返回与遥感》 北大核心 2015年第5期51-59,共9页
稀疏孔径技术是一种检测大口径光学系统的有效方法,采用干涉仪和包含若干反射镜的稀疏孔径阵列对光学系统进行波前检测。文章针对基于稀疏孔径的波前重构进行了研究,从平衡效率和精度入手建立了数学模型,编制了相关的波前重构算法,通过... 稀疏孔径技术是一种检测大口径光学系统的有效方法,采用干涉仪和包含若干反射镜的稀疏孔径阵列对光学系统进行波前检测。文章针对基于稀疏孔径的波前重构进行了研究,从平衡效率和精度入手建立了数学模型,编制了相关的波前重构算法,通过数学仿真模拟了光学系统检测过程,对数学模型和重构算法的技术可行性进行了验证。采用该算法对测得数据进行处理,可由若干子孔径波前重构得到全口径波前,并且各子孔径波前均是在一次检测中得到,无须对各子孔径进行多次定位调整,方法简单高效。 展开更多
关键词 稀疏孔径 波前重构算法 泽尼克系数 大口径光学系统检测 空间相机
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无波前传感自适应光学神经网络控制方法 被引量:3
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作者 王静 陈波 +1 位作者 王帅 程朋飞 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第2期102-105,共4页
针对无波前探测自适应光学系统,研究了基于神经网络的波前控制方法。建立了无波前探测自适应光学仿真模型,分别采用卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)和普通神经网络(General Neural Network,GNN)作为控制算法,远场光斑图... 针对无波前探测自适应光学系统,研究了基于神经网络的波前控制方法。建立了无波前探测自适应光学仿真模型,分别采用卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)和普通神经网络(General Neural Network,GNN)作为控制算法,远场光斑图像为神经网络的输入信号,一定阶数的泽尼克模式系数为神经网络的输出,分析了波前校正效果。仿真结果表明,经过充分训练后的神经网络可以快速、准确地从远场光斑图像中复原出入射波前的低阶泽尼克模式系数,CNN的效果优于GNN,二者的损失函数值分别为0.015 8和0.037 6。相比于传统的迭代式寻优控制方法,神经网络控制方法能够基于远场光斑图像快速得到控制信号,在实时性方面有明显优势。 展开更多
关键词 自适应光学 无波前探测 神经网络 控制 泽尼克系数
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自适应光学
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《中国光学》 EI CAS 2008年第3期102-103,共2页
关键词 自适应光学系统 泽尼克系数 控制算法 测量装置 微反射镜 梯度下降 边界条件 光电工程 相位恢复 波前
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光学仪器 光学仪器装调
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《中国光学》 CAS 2005年第4期101-102,共2页
TH706 2005043174 利用离轴三反镜光学系统确定各镜的装调公差=Study on decision of alignment priority using mirror tolerance in a three mirror off-axis optical system[刊,中]/杨晓飞(中科院长春光机所,吉林,长春(130022)),韩... TH706 2005043174 利用离轴三反镜光学系统确定各镜的装调公差=Study on decision of alignment priority using mirror tolerance in a three mirror off-axis optical system[刊,中]/杨晓飞(中科院长春光机所,吉林,长春(130022)),韩昌元//光学技术,-2005,31(2),-173-176 利用条纹泽尼克系数与赛德尔像差的关系,在三反镜光学系统的出瞳面上,用条纹泽尼克系数来表示系统的波像差。通过光学设计软件Zemax计算得到三反镜光学系统各镜的装调公差,以公差要求高的镜面作为装调基面, 从而减少要调整的自由度。通过分析泽尼克(Zernike) 展开更多
关键词 光学系统 装调 自由度 泽尼克系数 公差 离轴 出瞳 光学仪器 波前误差 变化幅度
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基于离焦探测的波前复原方法
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作者 王家琪 陈波 张川 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第11期70-73,共4页
针对相位反演算法多次迭代、实时性较低的不足,提出一种基于离焦探测的深度学习相位反演方法。只需光电探测器实时测量一帧离焦光斑数据作为网络输入,用泽尼克系数作为网络的输出,即可用训练好的模型快速进行波前复原。建立了数值仿真模... 针对相位反演算法多次迭代、实时性较低的不足,提出一种基于离焦探测的深度学习相位反演方法。只需光电探测器实时测量一帧离焦光斑数据作为网络输入,用泽尼克系数作为网络的输出,即可用训练好的模型快速进行波前复原。建立了数值仿真模型,分析了光电探测器像素数和训练数据集大小对网络模型复原精度的影响。研究结果表明,经过充分训练后,网络模型的损失函数最低可以达到0.0177,能够较为准确的进行波前复原,波前复原残差的均方根为0.3526,泽尼克系数残差均方根为0.0530,且随着光电探测器像素数和训练数据量加大,波前复原越来越准确。 展开更多
关键词 自适应光学 波前复原 离焦探测 卷积神经网络 泽尼克系数
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