激光钠导引星技术研究进展 被引量：11

1

作者 许祖彦 薄勇 +4 位作者 彭钦军 张雨东 魏凯 薛随建 冯麓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期1-13,共13页

望远镜是人类探索宇宙奥秘最重要的科学工具之一。大型地基光学望远镜对天观测时,大气扰动使星光波前畸变导致其实际分辨率大幅下降,是长期困扰高精度天文观测的重大科技问题。因此世界各大望远镜均在竞相发展自适应光学技术,以校正大... 望远镜是人类探索宇宙奥秘最重要的科学工具之一。大型地基光学望远镜对天观测时,大气扰动使星光波前畸变导致其实际分辨率大幅下降,是长期困扰高精度天文观测的重大科技问题。因此世界各大望远镜均在竞相发展自适应光学技术,以校正大气造成的波前畸变,使望远镜达到近衍射极限分辨率,这标志着地基光学望远镜正在进入自适应光学望远镜时代。激光钠导引星是用激光激发海拨约90 km电离层中的钠原子产生的人造亮星,作为自适应光学校正的信标源,是自适应光学望远镜的核心技术之一。文中介绍了激光钠导引星技术的原理、方法与国内外发展状况,尤其是该实验室采用的固体激光和频技术,实现了钠D2线光谱匹配和钠层激发匹配的微秒脉冲钠导引星激光,并在国内外大望远镜上使用获得成功。 展开更多

关键词 钠导引星 钠信标 钠导引星激光 自适应光学

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自适应光学系统变形镜控制电压预测 被引量：10

2

作者 史晓雨 冯勇 +2 位作者 陈颖 谭治英 李新阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1281-1286,共6页

在校正大气湍流畸变波前相差的自适应光学系统中,利用基于Levenberg-Marquardt学习算法的非线性反向传播神经网络技术(LMBP)对变形镜控制电压进行预测。以对受横向风影响的大气湍流畸变波前斜率数据为研究对象,通过数值仿真方法,研究了... 在校正大气湍流畸变波前相差的自适应光学系统中,利用基于Levenberg-Marquardt学习算法的非线性反向传播神经网络技术(LMBP)对变形镜控制电压进行预测。以对受横向风影响的大气湍流畸变波前斜率数据为研究对象,通过数值仿真方法,研究了基于LMBP算法的自适应光学系统变形镜电压非线性预测控制算法。通过实验发现,预测电压和变形镜实际控制电压拟合效果良好。讨论了回溯帧数对预测效果的影响,并与基于递推最小二乘(RLS)算法的线性预测算法进行比较。对比结果表明,基于LMBP算法的非线性电压预测方法比基于递推最小二乘法的线性电压预测方法能更有效地降低系统由伺服延迟引起的误差。 展开更多

关键词 自适应光学 非线性预测控制 Levenberg-Marquardt学习算法 最小递归二乘法

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自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准误差的测量方法 被引量：5

3

作者 顾乃庭 杨泽平 +1 位作者 黄林海 饶长辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期287-292,共6页

提出了一种可以实现自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准的方法。该方法通过给用来做标记的驱动器施加电压来表征变形镜的位置,利用哈特曼探测变形镜镜面面形的斜率分布信息获取驱动器的准确位置,并据此计算哈特曼传感器和变形镜... 提出了一种可以实现自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准的方法。该方法通过给用来做标记的驱动器施加电压来表征变形镜的位置,利用哈特曼探测变形镜镜面面形的斜率分布信息获取驱动器的准确位置,并据此计算哈特曼传感器和变形镜之间位置失配,为二者的自动对准提供依据;阐述了该方法的对准原理,推导了哈特曼和变形镜之间位置失配计算公式;以45单元自适应光学系统为例,展开对该对准方法的模拟仿真。结果表明:当二者的平移失配和旋转失配误差小于2倍子孔径大小和小于10°时,测量误差分别小于子孔径大小的5%和0.15°,能够准确测量自适应光学系统中哈特曼传感器和变形镜之间的位置失配。 展开更多

关键词 自适应光学 哈特曼传感器 变形镜 对准误差测量

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非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能分析(英文)

4

作者 饶长辉 姜文汉 凌宁 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2005年第4期524-527,共4页

系统地研究了非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能.从理论上分析了非Kolmogorov湍流情况下相位扰动的空间特性和时间特性,推导了相位扰动的空间结构函数、时间结构函数以及时间功率谱.基于哈特曼—夏克波前传感器,提出... 系统地研究了非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能.从理论上分析了非Kolmogorov湍流情况下相位扰动的空间特性和时间特性,推导了相位扰动的空间结构函数、时间结构函数以及时间功率谱.基于哈特曼—夏克波前传感器,提出了一些测量大气参数的新方法.引入模式时间校正因子和模式非等晕因子,分析了低阶校正自适应光学系统的波前残余误差,并首次对扩展目标情况时低阶校正自适应光学系统的非等晕误差进行了研究.此外还根据实际采集的太阳表面米粒结构图像。 展开更多

关键词 自适应光学 非Kolmogorov湍流 部分校正 大气湍流 扩展目标 性能分析

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微秒脉冲激光钠导引星星群技术研究(特邀) 被引量：2

5

作者 卞奇 薄勇 +5 位作者 彭钦军 李敏 魏凯 张雨东 冯麓 薛随建 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1-6,共6页

激光钠导引星被称为人造恒星,用于探测和校正光波经大气湍流引起的波前畸变,大幅度提高自适应光学望远镜的成像质量。采用单颗钠导引星探测的有效视场范围有限,通过多束黄激光分别激发大气电离层钠原子产生多颗钠导引星,能在较大视场内... 激光钠导引星被称为人造恒星,用于探测和校正光波经大气湍流引起的波前畸变,大幅度提高自适应光学望远镜的成像质量。采用单颗钠导引星探测的有效视场范围有限,通过多束黄激光分别激发大气电离层钠原子产生多颗钠导引星,能在较大视场内获得更清晰的目标成像,在精密天文观测、空间目标探测等领域具有重要应用。文中重点介绍了微秒脉冲激光钠导引星星群的产生,基于100 W级微秒脉冲激光,采用小角度精密偏振分光/并束调控的专利技术,在丽江天文台通过一台发射望远镜将四束20 W/束、重复频率kHz、脉冲宽度百微秒的钠激光发射到天空,在40"观测视场内生成四颗导引星,星群构型可调控,如线形、平行四边形、菱形和正方形等,每颗钠导引星亮度约为V波段8等星,光斑大小约3.25"。利用脉冲同步控制技术,钠导引星回波信号可以避免瑞利散射光的干扰,从而获得更高的空间分辨率。这为大口径天文望远镜多层共轭校正系统的研制提供技术参考。 展开更多

关键词 激光钠导引星 激光钠导引星星群 微秒脉冲激光 偏振调制 多层共轭自适应光学

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压电变形镜驱动器迟滞快速辨识与补偿研究

6

作者 汪寒 肖习 +2 位作者 郭友明 黄林海 鲜浩 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期67-72,共6页

采用压电陶瓷作为促动机构的主动光学系统。为了对压电陶瓷驱动器固有的迟滞非线性进行有效抑制校正,以提高系统性能,该文对带变形镜镜面负载结构的压电陶瓷驱动器非线性迟滞动态进行了高效辨识建模,实现了带镜面负载的压电陶瓷驱动器... 采用压电陶瓷作为促动机构的主动光学系统。为了对压电陶瓷驱动器固有的迟滞非线性进行有效抑制校正,以提高系统性能,该文对带变形镜镜面负载结构的压电陶瓷驱动器非线性迟滞动态进行了高效辨识建模,实现了带镜面负载的压电陶瓷驱动器相对误差1.8867%的迟滞参数辨识与建模,降低了辨识算法所需时间90%以上,同时克服了负载结构导致辨识信号信噪比低的问题。实验证明,所用方法得到的压电陶瓷迟滞模型能够有效地用于补偿校正压电陶瓷驱动器迟滞非线性动态带来的误差,通过前馈控制器可将压电陶瓷驱动器迟滞引起的镜面面形定位误差降低56.21%,有效地提升了系统性能。 展开更多

关键词 压电陶瓷驱动器 主动光学 PREISACH模型 迟滞补偿 前馈控制

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拼接望远镜成像系统的理论模型分析及仿真研究 被引量：3

7

作者 廖周 刘超 +1 位作者 邱琪 张雨东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期59-66,共8页

拼接主镜是建设大型天文望远镜最有效的技术途径,尤其是对10m及更大口径的望远镜.本文从光学衍射理论出发,以10m左右口径望远镜为例,推导出了拼接望远镜光学系统点扩展函数的解析表达式,建立了数学仿真模型,并对影响望远镜系统远场像质... 拼接主镜是建设大型天文望远镜最有效的技术途径,尤其是对10m及更大口径的望远镜.本文从光学衍射理论出发,以10m左右口径望远镜为例,推导出了拼接望远镜光学系统点扩展函数的解析表达式,建立了数学仿真模型,并对影响望远镜系统远场像质的因素进行了计算分析.理论分析和仿真结果表明:拼接望远镜的点扩散函数是分块镜的位置干涉函数和分块镜的点扩散函数的乘积;分块镜间的间距会引起分块镜的衍射光斑展宽,使远场峰值能量下降;分块镜的平移误差会严重影响望远镜点扩散函数中的位置干涉函数,从而降低望远镜系统的斯特列尔比;分块镜的倾斜误差会在每个分块镜的点扩散函数引入频移,因而影响拼接望远镜光学系统的点扩散函数,降低望远镜系统的斯特列尔比. 展开更多

关键词 拼接望远镜 远场图像 点扩散函数 斯特列尔比 平移误差 倾斜误差

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钠信标激光技术进展 被引量：2

8

作者 薄勇 卞奇 +5 位作者 彭钦军 许祖彦 魏凯 张雨东 冯麓 薛随建 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期430-446,共17页

地基光学望远镜对天观测时,大气湍流扰动引起星光波前畸变将导致其实际分辨率远低于物理极限,这是急需解决的科学技术问题。采用钠信标激光激发海拔80~105 km大气电离层中的钠原子可产生高亮度的钠导引星,可作为信标探测大气对光波的扰... 地基光学望远镜对天观测时,大气湍流扰动引起星光波前畸变将导致其实际分辨率远低于物理极限,这是急需解决的科学技术问题。采用钠信标激光激发海拔80~105 km大气电离层中的钠原子可产生高亮度的钠导引星,可作为信标探测大气对光波的扰动,再利用自适应光学技术进行校正,能使望远镜克服大气扰动影响,获得近衍射极限的分辨率。介绍了钠信标激光的特性与国内外研究进展,尤其是中国科学院理化技术研究所激光物理与技术研究中心研制的钠D2线双峰谱型匹配的微秒脉冲钠信标激光器及其在大型望远镜上的应用情况。 展开更多

关键词 自适应光学 钠信标激光 微秒脉冲激光 钠导引星

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采用相位共轭和波前探测技术的高精度瞄准方法 被引量：1

9

作者 黄健 鲜浩 +1 位作者 姜文汉 李新阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1754-1757,共4页

介绍了一种基于相位共轭和波前探测技术的小于1μrad精度的光束瞄准方法。使用角锥棱镜阵列作为相位共轭器件,与哈特曼波前探测器探测发射光束和信标光束波前,能有效克服阵列中角锥棱镜之间的平移相差和充分利用角锥棱镜附加相位的对称... 介绍了一种基于相位共轭和波前探测技术的小于1μrad精度的光束瞄准方法。使用角锥棱镜阵列作为相位共轭器件,与哈特曼波前探测器探测发射光束和信标光束波前,能有效克服阵列中角锥棱镜之间的平移相差和充分利用角锥棱镜附加相位的对称特性,哈特曼波前探测器测量的角锥棱镜反射光束的相位是入射光束相位的共轭,测量波前可以用来精确标定发射光束的方向。理论分析表明:瞄准精度不受角锥棱镜的相位误差的影响。包含710 m大气光程的实验结果表明该方法能达到小于1μrad的瞄准误差。 展开更多

关键词 自适应光学 相位共轭 角锥棱镜阵列 哈特曼波前探测器

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太阳望远镜低时空频率波前像差校正技术 被引量：2

10

作者 赵思旻 顾乃庭 +4 位作者 黄林海 肖亚维 张兰强 程云涛 杜宗政 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期255-266,共12页

针对大口径太阳望远镜系统运行过程中由于静态位置失配误差、风载弯沉等准静态位置失配误差以及热变形等非失配误差引起的波前像差导致成像质量下降的问题,在对太阳望远镜系统波前像差时空分频的基础上,提出采用次镜刚体位移对太阳望远... 针对大口径太阳望远镜系统运行过程中由于静态位置失配误差、风载弯沉等准静态位置失配误差以及热变形等非失配误差引起的波前像差导致成像质量下降的问题,在对太阳望远镜系统波前像差时空分频的基础上,提出采用次镜刚体位移对太阳望远镜低时空频率波前像差校正的方法,建立起次镜刚体位移与像差校正量的关系,并通过数值仿真及实验验证了采用次镜刚体位移对上述来源像差的校正能力。数值仿真和实验结果表明:次镜刚体位移能够对望远镜系统运行过程中的低时空频率波前像差进行有效校正,其中,对位置失配误差校正后像差RMS值低于原值的9%,对非失配误差校正后像差RMS值低于原值的40%,对多源混合误差校正后像差RMS值低于原值的15%。 展开更多

关键词 成像系统 像差校正 灵敏度矩阵法 次镜 太阳望远镜

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基于运动估计的波前畸变预测方法研究 被引量：1

11

作者 周鑫 李新阳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期39-48,共10页

实际自适应光学控制系统中存在的时间延迟,导致校正器生成的校正面形与实际的波前畸变不匹配,产生校正滞后误差。基于大气冻结湍流假设,提出了一种基于运动估计的波前畸变预测方法,来补偿时间延迟带来的影响。方法具体采用模板匹配算法... 实际自适应光学控制系统中存在的时间延迟,导致校正器生成的校正面形与实际的波前畸变不匹配,产生校正滞后误差。基于大气冻结湍流假设,提出了一种基于运动估计的波前畸变预测方法,来补偿时间延迟带来的影响。方法具体采用模板匹配算法,根据参考帧和当前帧的波前复原图像进行大气湍流运动方向估计,然后对当前帧进行移动处理来实现对下一帧图像的预测。通过采用不同采样频率、不同横向风速度的仿真数据对比,评估预测方法的适用范围,讨论回溯帧数对预测效果的影响。也与采用最小递归二乘(RLS)模式预测方法的预测效果进行比较。仿真结果显示,在波前复原图像变化趋势较为明显的情况下,即横向风对大气湍流变化影响占主导地位时,方法表现更好,使得在天气较为恶劣的情况下仍能保持更佳的预测效果。最后使用实际天狼星观测数据对预测方法进行验证,整体仍保持预测效果。 展开更多

关键词 自适应光学 湍流预测 运动估计 波前校正

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增大夏克-哈特曼波前传感器动态测量范围的方法 被引量：19

12

作者 李华强 宋贺伦 +1 位作者 饶长辉 饶学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1203-1207,共5页

为了使夏克-哈特曼波前传感器(HS)在具有高灵敏的同时又能获得大的动态测量范围,介绍了一种能够增大HS动态测试范围的软件处理方法-外推法。在运用外推法时,首先需要找出任意子孔径(A)对应的焦斑位置作为起始点,然后利用外推法得到与A... 为了使夏克-哈特曼波前传感器(HS)在具有高灵敏的同时又能获得大的动态测量范围,介绍了一种能够增大HS动态测试范围的软件处理方法-外推法。在运用外推法时,首先需要找出任意子孔径(A)对应的焦斑位置作为起始点,然后利用外推法得到与A相邻的子孔径(B)内的焦斑位置,再以B内的焦斑位置作为起始点外推得到与B相邻的其它子孔径内的焦斑位置,依次类推,直至把所有子孔径内的焦斑全部找到。文中利用实验对外推法的可行性和实用性进行了验证,结果表明,在超出HS动态测量范围2倍的情况下,利用外推法可以完美地复原波面,基本解决了HS的动态测量范围和灵敏度相互矛盾的问题。 展开更多

关键词 自适应光学 夏克-哈特曼波前传感器 动态范围 外推法 焦斑

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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

13

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 波前传感 误差分析 相位差法 传感精度 误差消除

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拼接望远镜中分块主镜曲率半径的误差分析 被引量：2

14

作者 廖周 邱琪 +1 位作者 鲜浩 张雨东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1-5,共5页

本文根据几何光学原理,利用光线追迹方法建立的拼接望远镜光学系统的仿真模型,分析计算了拼接主镜中分块镜曲率半径误差对拼接望远镜光学系统的影响。当主镜为单镜面时候,其曲率半径误差引起的波像差可以通过调焦进行补偿;当主镜为分块... 本文根据几何光学原理,利用光线追迹方法建立的拼接望远镜光学系统的仿真模型,分析计算了拼接主镜中分块镜曲率半径误差对拼接望远镜光学系统的影响。当主镜为单镜面时候,其曲率半径误差引起的波像差可以通过调焦进行补偿;当主镜为分块镜拼接镜时,由于分块镜曲率半径误差的随机性,望远镜光学系统无法对波相差进行有效补偿,对分块镜的曲率半径要求很严格;当对拼接主镜进行共相后,相当于补偿掉单个分块镜中由曲率半径误差引起的平移和倾斜误差,望远镜像质有很大提高并降低了对分块镜曲率半径误差的要求。 展开更多

关键词 光线追迹 拼接主镜 曲率半径误差

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一种用于光焦度计的椭圆中心快速计算方法 被引量：3

15

作者 魏凌 曾滔 +3 位作者 陆艳华 姜现坡 蔡留美 张雨东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期26-31,共6页

为使光焦度计对光斑质心计算时同时具备高精度和快速的速度,考虑到光焦度计中光斑可能存在变形、部分缺失或二次反射等问题,并且对光斑计算只需要其质心位置的参数,本文提出了一种适用于光焦度计的椭圆中心快速计算方法。该方法通过二... 为使光焦度计对光斑质心计算时同时具备高精度和快速的速度,考虑到光焦度计中光斑可能存在变形、部分缺失或二次反射等问题,并且对光斑计算只需要其质心位置的参数,本文提出了一种适用于光焦度计的椭圆中心快速计算方法。该方法通过二值数学形态学提取光斑的边缘,再通过改进的RANSAC方法去除错误的边缘点以进行椭圆拟合,最后根据拟合后的椭圆表达式的系数直接计算椭圆的中心坐标,即光斑的质心。实验结果表明,该椭圆中心计算方法在光焦度计的使用中同时具有较快的计算速度和Hough变换一样高的精度0.01D,适合实际应用。 展开更多

关键词 光焦度计 二值形态学 RANSAC 椭圆中心计算

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哈特曼波前传感器的自动孔径搜索与匹配方法

16

作者 魏凌 杨金生 +5 位作者 史国华 王飞 饶学军 蔡留美 姜现坡 张雨东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期31-35,共5页

为了使夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS)能保证精度的同时又能获得更大的动态范围,介绍了一种用于SHWFS的自动子孔径搜索与匹配算法。该方法在实施时,先根据待测量图像计算背景阈值,然后以减阈值后的图像中心位置的一个光斑为参考光斑的参... 为了使夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS)能保证精度的同时又能获得更大的动态范围,介绍了一种用于SHWFS的自动子孔径搜索与匹配算法。该方法在实施时,先根据待测量图像计算背景阈值,然后以减阈值后的图像中心位置的一个光斑为参考光斑的参考中心,按图像的横、纵方向依次搜索其它光斑点,接着将搜索的结果拼接起来得到所有孔径的分布,最后根据两幅图像得到的各自的子孔径分布按横、纵方向平移进行配准,以达到最优的匹配结果。文中利用实验对本论文提出的方法进行了验证。结果表明,本文提出的方法能够实现SHWFS的子孔径搜索与匹配,提高哈特曼的动态范围。 展开更多

关键词 自适应光学 夏克-哈特曼波前传感器 动态范围 子孔径

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螺旋传动式驱动器的爬行运动分析

17

作者 张俊波 张学军 张雨东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期62-67,99,共7页

依据应用于能动光学系统中的螺旋传动式驱动器,建立了螺旋传动系统中螺纹副的物理模型;由螺纹副之间的摩擦类型,推导出其运动的动力学表达式,详细分析了螺纹副的爬行运动,以及爬行运动发生的判据函数,同时分析了螺纹副各个参数对爬行运... 依据应用于能动光学系统中的螺旋传动式驱动器,建立了螺旋传动系统中螺纹副的物理模型;由螺纹副之间的摩擦类型,推导出其运动的动力学表达式,详细分析了螺纹副的爬行运动,以及爬行运动发生的判据函数,同时分析了螺纹副各个参数对爬行运动发生的影响。通过对实际螺旋传动系统中的螺纹副进行建模,利用所推导的动力学表达式对其进行分析和优化,同时运用Simulink软件对同一系统进行建模和分析,二者得出相一致的结果。 展开更多

关键词 驱动器 爬行 判据函数 SIMULINK

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大行程变形镜有限元分析 被引量：5

18

作者 杜荣清 张小军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期30-34,共5页

针对自适应光学系统对变形镜行程的更高要求,本文对提高变形镜行程技术进行了分析,提出了一种解决变形镜大行程的方法:匹配、优化变形镜的结构参数;利用有限元软件分析了该结构的各参数对变形镜主要性能指标:最大变形量、交连值及最大... 针对自适应光学系统对变形镜行程的更高要求,本文对提高变形镜行程技术进行了分析,提出了一种解决变形镜大行程的方法:匹配、优化变形镜的结构参数;利用有限元软件分析了该结构的各参数对变形镜主要性能指标:最大变形量、交连值及最大应力等的影响。根据分析结果,利用有限元分析方法对一自适应光学望远镜所用变形镜的镜面、驱动器结构参数进行了匹配与优化,结果表明:在现有工艺与技术基础上,通过匹配与优化变形镜的结构参数可大幅提高其行程。 展开更多

关键词 变形镜 大行程 有限元分析

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相干光照明主动成像波前畸变的数字式快速校正 被引量：8

19

作者 陈波 杨靖 +2 位作者 李新阳 杨旭 李小阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期111-115,共5页

针对相干光照明空间外差式探测主动成像中的波前畸变,提出一种基于图像指标优化的数字式快速校正方法。建立了实验装置,通过数值分割将整个孔径上的目标光复振幅分割为4个子区域,在此基础上首先利用随机并行梯度下降算法并行校正子区域... 针对相干光照明空间外差式探测主动成像中的波前畸变,提出一种基于图像指标优化的数字式快速校正方法。建立了实验装置,通过数值分割将整个孔径上的目标光复振幅分割为4个子区域,在此基础上首先利用随机并行梯度下降算法并行校正子区域内的高阶像差,然后以其中一个子区域为参考,并行校正子区域间的波前平移和倾斜。实验结果表明,直接利用随机并行梯度下降算法校正需要至少600次迭代,而文中所提出的方法校正需要大约100次迭代,而且运算量更小,因此大幅提高了波前畸变的校正效率。 展开更多

关键词 自适应光学 主动成像 波前校正 指标优化

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基于离焦光栅的单帧深度学习相位反演算法 被引量：2

20

作者 邱学晶 赵旺 +3 位作者 杨超 程涛 王帅 许冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期11-18,共8页

针对目前相位差法收敛速度慢以及需要CCD在焦面以及离焦面多次测量的问题,提出了基于离焦光栅的单帧深度学习相位反演算法。该算法用离焦光栅对入射波前进行调制,可同时在透镜焦平面上获得正负离焦以及焦面远场光强分布;此外算法引入卷... 针对目前相位差法收敛速度慢以及需要CCD在焦面以及离焦面多次测量的问题,提出了基于离焦光栅的单帧深度学习相位反演算法。该算法用离焦光栅对入射波前进行调制,可同时在透镜焦平面上获得正负离焦以及焦面远场光强分布;此外算法引入卷积神经网络替代原有的多次扰动寻优过程,波前复原算法耗时大大降低。仿真结果表明:算法可根据单帧透镜焦面远场光强分布实现高精度快速波前复原,残差波前的均方根为入射波前均方根的6.7%,算法进行一次波前复原所需时间可小于0.6 ms。 展开更多

关键词 波前复原 离焦光栅 卷积神经网络 相位差法

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