崭新的自适应光学技术与其研究中间成果的开发

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作者 姜文汉 凌宁 《中国科技产业》 1995年第7期12-14,共3页

崭新的自适应光学技术与其研究中间成果的开发姜文汉，凌宁望远镜的发明给人类以观测遥远目标的手段。衍射理论表明，望远镜的口径越大，波长越短，分辩能力就越高。但自１８世纪起人们就发现，通过大气观测目标时的实际分辩能力受到大... 崭新的自适应光学技术与其研究中间成果的开发姜文汉，凌宁望远镜的发明给人类以观测遥远目标的手段。衍射理论表明，望远镜的口径越大，波长越短，分辩能力就越高。但自１８世纪起人们就发现，通过大气观测目标时的实际分辩能力受到大气湍流的严重限制。１９５３年，美国... 展开更多

关键词 自适应光学技术 能动光学器件 中国 国家863计划 熔石英反射镜 精密定位技术

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基于FPGA和DSP技术的自适应光学系统在线大气湍流参数测量平台 被引量：1

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作者 母杰 郑文佳 +1 位作者 李梅 饶长辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期703-708,共6页

为了实现大气湍流参数的实时估计,提出并设计了一种基于FPGA和DSP技术的自适应光学系统在线大气参数测量平台。该测量平台采用FPGA作为前端处理器,在自适应光学系统闭环工作时,利用多通道并行技术和流水线技术从闭环数据高速复原开环泽... 为了实现大气湍流参数的实时估计,提出并设计了一种基于FPGA和DSP技术的自适应光学系统在线大气参数测量平台。该测量平台采用FPGA作为前端处理器,在自适应光学系统闭环工作时,利用多通道并行技术和流水线技术从闭环数据高速复原开环泽尼克系数,采用DSP作为后端处理器,根据复原的开环泽尼克系数,利用其编程灵活的特点实现大气相干长度r0、外尺度L0、风速v和相干时间t0的复杂统计运算。最后将该测量平台应用在127单元的自适应光学系统上,以实际天文恒星为观测目标,进行了大气湍流参数的测量。 展开更多

关键词 大气湍流参数 实时测量 FPGA DSP 自适应光学系统

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自适应光学系统的实时模式复原算法 被引量：10

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作者 李新阳 王春鸿 +1 位作者 鲜浩 姜文汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期53-56,共4页

分析了自适应光学系统中实时模式复原算法的基本原理 ,建立了一种新型的传感器本征模复原算法。与常用的直接斜率法相比 ,这种模式复原算法可以有效减小探测噪声对复原计算过程的影响 ,提高系统的闭环稳定性和校正效果。在 6 1单元自适... 分析了自适应光学系统中实时模式复原算法的基本原理 ,建立了一种新型的传感器本征模复原算法。与常用的直接斜率法相比 ,这种模式复原算法可以有效减小探测噪声对复原计算过程的影响 ,提高系统的闭环稳定性和校正效果。在 6 1单元自适应光学系统上实现了这种模式复原算法 。 展开更多

关键词 自适应光学系统 实时模式复原算法 直接斜率法 传感器本征模 波前复原

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钠信标测光理论与实验研究 被引量：2

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作者 晋凯 魏凯 +11 位作者 李敏 程锋 薄勇 左军卫 姚吉 卞奇 冯麓 薛向辉 程学武 钱仙妹 Angel Otarola 张雨东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期160-168,共9页

钠信标激光器与钠原子间的耦合效率是其性能评价的核心指标之一,为对钠信标激光器的激发效率实现精确测量,在云南丽江1.8 m望远镜上搭建了一套完整的激光钠信标测光系统,该系统由钠信标激光器、激光中继光路和激光发射望远镜、钠信标接... 钠信标激光器与钠原子间的耦合效率是其性能评价的核心指标之一,为对钠信标激光器的激发效率实现精确测量,在云南丽江1.8 m望远镜上搭建了一套完整的激光钠信标测光系统,该系统由钠信标激光器、激光中继光路和激光发射望远镜、钠信标接收望远镜、钠原子激光雷达、大气视宁度测量仪等组成。自2011年以来利用该系统对中国科学院理化技术研究所20 W级百微秒脉冲激光器所产生的钠信标进行了相应的测量标定,成功得到了半高全宽最小为3′(对应到90 km高度处为1.3 m)的钠信标图像,并测量了在不同的出光功率、偏振状态和中心波长下钠信标的回光结果。实验中分析了滤光片、CCD量子效率曲线等在对钠信标测光时的影响,对所产生的钠信标回波光子数进行了精确标定,并提出了一种钠信标V星等的计算方法;在19 W出光功率,圆偏光状态下获得了最亮的钠信标,其在大气层上空的光子数流量为9.55×10~6 photons·s^(-1)·m^(-2),对应7.4 V星等。 展开更多

关键词 自适应光学 钠信标 回波光子数

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望远镜光学结构对自适应光学校正能力的影响分析 被引量：1

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作者 高洋 魏凯 张雨东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期593-601,共9页

自适应光学系统在高分辨力成像望远镜中发挥了重要作用。自适应光学系统对于望远镜系统中的低阶像差几乎可以完全校正,但是会牺牲变形镜的校正行程量;对于中高阶像差,自适应光学系统不能完全校正,如何减小高阶残余误差是望远镜系统设计... 自适应光学系统在高分辨力成像望远镜中发挥了重要作用。自适应光学系统对于望远镜系统中的低阶像差几乎可以完全校正,但是会牺牲变形镜的校正行程量;对于中高阶像差,自适应光学系统不能完全校正,如何减小高阶残余误差是望远镜系统设计需要考虑的问题之一。本文首先分析了望远镜光学结构中的主镜结构、次镜遮拦、次镜支撑筋、主次镜装调和光学加工等静态和准静态像差情况,然后分析了这些因素如何影响自适应光学校正能力,最后给出了对望远镜光学结构的要求。 展开更多

关键词 自适应光学 光学结构 高阶像差 次镜支撑筋遮拦

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37单元双压电片变形镜板条激光光束净化 被引量：7

6

作者 晏虎 雷翔 +5 位作者 刘文劲 王帅 高源 董理治 杨平 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1663-1666,共4页

为了校正板条激光器输出光束波前像差,改善输出光束质量,提出了基于37单元双压电片变形镜的板条激光光束净化系统。采用柱面反射式单向扩束器使主振荡功率放大结构板条激光器输出光束尺寸与37单元双压电片变形镜有效口径相匹配,利用随... 为了校正板条激光器输出光束波前像差,改善输出光束质量,提出了基于37单元双压电片变形镜的板条激光光束净化系统。采用柱面反射式单向扩束器使主振荡功率放大结构板条激光器输出光束尺寸与37单元双压电片变形镜有效口径相匹配,利用随机并行梯度下降算法控制双压电片变形镜面形,进行波前像差闭环校正,校正后光束远场归一化桶中功率提高到净化前的2～3倍。 展开更多

关键词 自适应光学系统 双压电片变形镜 板条激光器 光束净化 光束质量

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板条增益介质波前畸变诊断方法 被引量：6

7

作者 雷翔 董理治 +4 位作者 杨平 晏虎 刘文劲 王帅 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1651-1655,共5页

对波前重构算法中的区域法进行了改进,使其能够应用于板条增益介质的波前畸变诊断。利用该方法对47块Nd:YAG板条增益介质沿厚度方向波前畸变进行测量,指出镀膜和加工等环节对增益介质的波前畸变可能造成的影响。按照波前畸变峰谷(PV)值... 对波前重构算法中的区域法进行了改进,使其能够应用于板条增益介质的波前畸变诊断。利用该方法对47块Nd:YAG板条增益介质沿厚度方向波前畸变进行测量,指出镀膜和加工等环节对增益介质的波前畸变可能造成的影响。按照波前畸变峰谷(PV)值对测量结果进行了统计,结果表明:增益介质造成的静态波前畸变参差不齐,测量样本中静态畸变PV值最多可达5μm以上,且仅有4.1%的增益介质静态畸变PV值小于1μm。通过选取某些增益介质使之级联,测量其组合波前畸变,发现在系统中使用两块波面互补的增益介质有助于减小系统的静态波前畸变。 展开更多

关键词 波前复原 区域法 板条增益介质 波前畸变

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腔内双压电变形镜光强分布优化 被引量：5

8

作者 董理治 雷翔 +3 位作者 刘文劲 杨平 晏虎 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1691-1694,共4页

报道了把20单元双压电变形镜作为闪光氪灯泵浦的Nd:YAG激光器的腔镜,优化激光器输出光束远场强度分布的实验结果。变形镜由随机并行梯度下降算法控制,以相机采集到的激光束远场环围能量作为算法的评价指标,控制双压电变形镜的面形向远... 报道了把20单元双压电变形镜作为闪光氪灯泵浦的Nd:YAG激光器的腔镜,优化激光器输出光束远场强度分布的实验结果。变形镜由随机并行梯度下降算法控制,以相机采集到的激光束远场环围能量作为算法的评价指标,控制双压电变形镜的面形向远场能量分布更加集中的方向变化。结果表明:系统在20s内将远场光斑中的多个亮斑校正为单个亮斑,峰值光强与优化前相比提高了5倍;在腔镜倾斜较大时,实验系统将激光器的输出功率由0.006～0.051W提升至0.330W,验证了实验系统的有效性。 展开更多

关键词 双压电变形镜 固体激光器 自适应光学 随机并行梯度下降算法

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哈特曼传感器对湍流畸变波前的泽尼克模式复原误差 被引量：12

9

作者 李新阳 姜文汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期243-249,共7页

分析了应用哈特曼传感器测量大气湍流畸变波前时 ,哈特曼传感器的泽尼克模式复原误差与子孔径划分形式、泽尼克模式复原阶数等的关系 ,给出了科尔莫哥洛夫湍流下计算哈特曼传感器模式复原误差的公式。对比分析了 8× 8子孔径划分和 ... 分析了应用哈特曼传感器测量大气湍流畸变波前时 ,哈特曼传感器的泽尼克模式复原误差与子孔径划分形式、泽尼克模式复原阶数等的关系 ,给出了科尔莫哥洛夫湍流下计算哈特曼传感器模式复原误差的公式。对比分析了 8× 8子孔径划分和 32× 展开更多

关键词 哈特曼波前传感器 泽尼克模式波前复原 大气湍流 噪声 畸变波前 测量误差

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双压电片变形镜像差校正能力 被引量：2

10

作者 刘文劲 宁禹 +4 位作者 董理治 晏虎 雷翔 杨平 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1611-1614,共4页

利用实测影响函数,通过数值仿真分析了有效孔径、光束入射角度对于20单元双压电片变形镜像差校正能力的影响。仿真结果表明:有效孔径为16mm时,变形镜对于各阶像差的校正能力较好;而随着光束入射到变形镜角度的增大,变形镜对于像差的校... 利用实测影响函数,通过数值仿真分析了有效孔径、光束入射角度对于20单元双压电片变形镜像差校正能力的影响。仿真结果表明:有效孔径为16mm时,变形镜对于各阶像差的校正能力较好;而随着光束入射到变形镜角度的增大,变形镜对于像差的校正精度与校正幅度都会出现下降,但是如果能够将入射角控制在25°以内,入射角度对变形镜的像差校正能力影响不大。 展开更多

关键词 双压电片变形镜 像差校正能力 有效孔径 入射角度

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一种无需乘法器的光斑质心定位方法 被引量：6

11

作者 樊志华 王春鸿 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期17-24,共8页

光斑质心定位在光学精密跟踪和精密测量中是一项关键技术,其精度和速度直接影响了光学测量的精度和响应速度。在实际应用中,往往把灰度重心法与图像预处理方法结合起来,以提高光斑质心计算的可靠性。运用图像预处理技术有效地抑制了噪... 光斑质心定位在光学精密跟踪和精密测量中是一项关键技术,其精度和速度直接影响了光学测量的精度和响应速度。在实际应用中,往往把灰度重心法与图像预处理方法结合起来,以提高光斑质心计算的可靠性。运用图像预处理技术有效地抑制了噪声的影响,同时也会消耗大量的逻辑资源。针对在资源受限的条件下采用灰度重心法计算光斑质心的问题,本文提出了一种无需乘法器的光斑质心计算方法,用加法运算代替乘法运算,使用递推方法完成质心计算所需的低阶矩的运算。该方法的硬件仅为5个累加器,结构简单,能够以更低的资源消耗实现光斑质心定位。通过并行技术和流水线技术,其工作频率达到515MHz。实验证明:本文的结构在FPGA内实现,在100MHz的工作频率下,完成一帧质心计算的延时为0.35μs,误差与传统质心方法一致,占用214个Slices,其资源消耗仅为常规灰度重心法的50%。 展开更多

关键词 FPGA 光斑质心 灰度重心法 精密跟踪

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点源目标质心探测中单个盲元线性插值补偿算法选取 被引量：2

12

作者 王少白 王春鸿 饶长辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期2156-2161,共6页

自适应光学系统中应用哈特曼波前传感器对点源目标进行质心探测时,光电探测器上子孔径区域内存在的盲元会引入一定的附加质心探测误差,为了减小质心误差,需要选取合适的盲元补偿算法获得相对合理的补偿值。推导了哈特曼波前传感器子孔... 自适应光学系统中应用哈特曼波前传感器对点源目标进行质心探测时,光电探测器上子孔径区域内存在的盲元会引入一定的附加质心探测误差,为了减小质心误差,需要选取合适的盲元补偿算法获得相对合理的补偿值。推导了哈特曼波前传感器子孔径内单个盲元补偿后造成的附加质心探测误差。利用仿真统计了各种利用盲元邻域正常像素进行线性插值的单个盲元补偿算法对点源目标质心探测误差的影响。提出了单个盲元邻域像素线性插值补偿算法选取的若干准则,指出选用盲元上下左右4邻域像素的均值进行补偿造成的平均质心误差最小,而选用盲元左右两个像素平均补偿算法可以在补偿误差较小的情况下简化运算。实验结果与仿真结果相符合。 展开更多

关键词 盲元补偿 线性插值算法 单个盲元 点源目标 哈特曼波前传感器

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三路矩形光束相干合成波像差与光束质量 被引量：2

13

作者 谭毅 李新阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1677-1682,共6页

根据相干合成的原理,建立了三路矩形光束相干合成的数学仿真模型,根据数学模型编写了仿真程序;模拟计算了1～21阶泽尼克像差下,单路矩形光束和三路矩形拼接光束的波像差与光束质量β因子关系的拟合系数;建立了波像差与β因子关系的计算... 根据相干合成的原理,建立了三路矩形光束相干合成的数学仿真模型,根据数学模型编写了仿真程序;模拟计算了1～21阶泽尼克像差下,单路矩形光束和三路矩形拼接光束的波像差与光束质量β因子关系的拟合系数;建立了波像差与β因子关系的计算表达式。分析了影响拟合系数的因素,结果表明:拟合系数总体上随着泽尼克像差系数增大而增加。比较了单路矩形光束与三路矩形拼接光束拟合系数的相似点和不同点,并分析了造成拟合系数不同的原因。 展开更多

关键词 相干合成 波像差 光束质量 β因子 矩形光束

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提高高速压电倾斜镜应用带宽的方法 被引量：4

14

作者 朱衡 陈东红 +1 位作者 凌宁 姜文汉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期60-64,共5页

本文提出了一种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜。首先根据拉格朗日方程建立了这种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜简化模型的动力学方程,然后推导出了其倾斜方向谐振频率理论表达式;根据理论表达式可以预测倾斜镜的动态性能。在理... 本文提出了一种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜。首先根据拉格朗日方程建立了这种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜简化模型的动力学方程,然后推导出了其倾斜方向谐振频率理论表达式;根据理论表达式可以预测倾斜镜的动态性能。在理论分析的基础上,我们制作了这种薄板结构,将其加入到原有结构倾斜镜中,进行了频响测试以及角行程测试分析。比较理论分析和实验测试分析的结果,证实了薄板部件的加入对于倾斜镜应用带宽的提高有显著作用。 展开更多

关键词 高速压电倾斜镜 薄板径向支撑 动力学分析 自适应光学系统

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基于点衍射干涉仪的分布式随机并行梯度下降算法 被引量：3

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作者 付强 沈锋 饶长辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2451-2457,共7页

分析了一种光强解耦合的分布式随机并行梯度下降算法,此算法借助近场的波前传感器得到性能指标来得到算法的更新参数,这种性能指标解耦了随机并行梯度下降算法使用的耦合的全场光强,使得算法性能得到提升。分析了一种马赫泽得形式的自... 分析了一种光强解耦合的分布式随机并行梯度下降算法,此算法借助近场的波前传感器得到性能指标来得到算法的更新参数,这种性能指标解耦了随机并行梯度下降算法使用的耦合的全场光强,使得算法性能得到提升。分析了一种马赫泽得形式的自参考点衍射干涉仪作为波前传感器。建立两种仿真模型对算法进行了分析,结果表明分布式的随机并行梯度下降算法比原算法在收敛速度上有了数量级的提升,在127仿真结果单元模型上,收敛速度是原算法的10倍以上且收敛结果几乎相同。仿真研究针对不同光束之间的平移相差和同光束的高阶像差,显示了算法应用在光束相干合成的前景。 展开更多

关键词 分布式随机并行梯度下降 点衍射干涉仪 自适应光学

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