基于模型的无波前探测自适应光学系统控制算法
发布时间：2021-11-25 23:15
受大气结构复杂和运动状态多变的影响,极易发生波前畸变、光强起伏等湍流效应,使得观测天文目标获得的成像质量大大降低。常规的自适应光学（AO-Adaptive Optics）技术一直是校正大气湍流扰动的有效手段。然而,常规AO技术受天文目标低仰角、近地面的观测限制,使得波前探测具有较大的误差。与常规的AO技术相比,一方面无波前探测AO技术省去了波前传感器,使得系统的结构更加简单,降低了系统的成本,同时避免了受闪烁效应等畸变条件的限制,在大气湍流恶劣的状况下仍可以工作;另一方面,在常用的基于模型的控制算法中,本文研究的控制算法是基于成像掩模探测器信号（MDS-Masked Detector Signal）与波前相位的平均梯度平方和（MSG-Mean Square Gradient）间的线性关系建立系统模型,不依赖具体的基函数模型,也不需要事先清除系统像差,具有收敛速度快、校正效果好的优势,在实时波前校正中具有较大的应用潜力。本文以点目标为校正对象,开展了基于37单元AO系统的线性关系控制算法实验研究与分析。首先,使用37单元压电变形反射镜、CCD相机、夏克哈特曼传感器等主要元件建立AO系统实...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的光学系统
光束通过分光棱镜后，一束直接由望远镜获得，可以直接观前传感器，能够重新构建出波前分布信息，波前控制器实时更用信号，波前校正器不断地削弱像差，形成一个闭环系统，达束的目的，此时的系统性能较优。图 1-1 传统的光学系统Figure 1-1 Traditional optical system
送至变形镜；CPU 的性能优劣直接关乎控制器的工作速度，CPU 的性能越好，自适应光学系统的工作速度越高。1.1.3 波前校正器波前校正器在外加电压的驱动下，通过变换光程，最终取得削弱畸变分布信息的效果。目前，为光学研究者选用的波前校正元件有两类，一类是变形镜（Derformable Mirror, DM），另一类是空间光调制器（Spatial Light Modulator，SLM）。（1）变形镜变形镜能够达到削弱波前畸变的效果，是通过其镜面发生形变获得满足要求的面形，通常分为分立式面形和连续式面形。图 1-4（a）所示为分立式表面变形镜，可以看出：每个分立的反射镜可以通过平移、倾斜形成波面，但是取得的面形是间断的，从而波前校正效果差。图 1-4（b）所示为连续表面变形反射镜，可以看出：获得的面形是连续的，校正效果好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]High-efficiency multi-wavelength metasurface with complete independent phase control[J]. 严璟,郭迎辉,蒲明博,李雄,马晓亮,罗先刚. Chinese Optics Letters. 2018(05)
[2]自适应光学发展综述[J]. 姜文汉. 光电工程. 2018(03)
[3]红外自适应系统中双波段望远镜与红外物镜设计[J]. 张宣智,栾亚东,李元,孙婷,杨华梅. 应用光学. 2017(01)
[4]非对称空间光学遥感器主动热控系统多目标优化设计[J]. 张帆,李景林,孙斌,张军,王书新. 中国光学. 2016(04)
[5]基于模型的无波前探测自适应光学系统[J]. 杨慧珍,吴健,龚成龙. 光学学报. 2014(08)
[6]基于分段随机扰动幅值的随机并行梯度下降算法研究[J]. 吴健,杨慧珍,龚成龙. 中国激光. 2014(07)
[7]相干合成中基于SPGD算法的平移误差和倾斜误差控制[J]. 母杰,景峰,王逍,朱启华,李志林,张军伟. 中国激光. 2014(06)
[8]模拟退火-爬山混合算法用于无波前传感器快速像差校正[J]. 刘莹,马剑强,何挺,李保庆,褚家如. 光学精密工程. 2012(02)
[9]高分辨率空间光学遥感器波像差的无波前传感器自适应光学校正[J]. 俞信,韩杏子,胡新奇. 光学学报. 2011(09)
[10]高分辨率空间光学系统位置误差的无波前传感综合校正[J]. 韩杏子,胡新奇,俞信. 光学学报. 2011(06)
博士论文
[1]基于SPGD的无波前探测自适应光学技术研究[D]. 宋阳.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]自适应光学波前探测新概念研究[D]. 侯静.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
硕士论文
[1]大气光通信中波前畸变补偿算法研究[D]. 汪洲.华中科技大学 2009
[2]基于随机并行梯度下降算法的波前校正技术研究[D]. 靳冬欢.国防科学技术大学 2006
本文编号：3518971
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的光学系统
光束通过分光棱镜后，一束直接由望远镜获得，可以直接观前传感器，能够重新构建出波前分布信息，波前控制器实时更用信号，波前校正器不断地削弱像差，形成一个闭环系统，达束的目的，此时的系统性能较优。图 1-1 传统的光学系统Figure 1-1 Traditional optical system
送至变形镜；CPU 的性能优劣直接关乎控制器的工作速度，CPU 的性能越好，自适应光学系统的工作速度越高。1.1.3 波前校正器波前校正器在外加电压的驱动下，通过变换光程，最终取得削弱畸变分布信息的效果。目前，为光学研究者选用的波前校正元件有两类，一类是变形镜（Derformable Mirror, DM），另一类是空间光调制器（Spatial Light Modulator，SLM）。（1）变形镜变形镜能够达到削弱波前畸变的效果，是通过其镜面发生形变获得满足要求的面形，通常分为分立式面形和连续式面形。图 1-4（a）所示为分立式表面变形镜，可以看出：每个分立的反射镜可以通过平移、倾斜形成波面，但是取得的面形是间断的，从而波前校正效果差。图 1-4（b）所示为连续表面变形反射镜，可以看出：获得的面形是连续的，校正效果好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]High-efficiency multi-wavelength metasurface with complete independent phase control[J]. 严璟,郭迎辉,蒲明博,李雄,马晓亮,罗先刚. Chinese Optics Letters. 2018(05)
[2]自适应光学发展综述[J]. 姜文汉. 光电工程. 2018(03)
[3]红外自适应系统中双波段望远镜与红外物镜设计[J]. 张宣智,栾亚东,李元,孙婷,杨华梅. 应用光学. 2017(01)
[4]非对称空间光学遥感器主动热控系统多目标优化设计[J]. 张帆,李景林,孙斌,张军,王书新. 中国光学. 2016(04)
[5]基于模型的无波前探测自适应光学系统[J]. 杨慧珍,吴健,龚成龙. 光学学报. 2014(08)
[6]基于分段随机扰动幅值的随机并行梯度下降算法研究[J]. 吴健,杨慧珍,龚成龙. 中国激光. 2014(07)
[7]相干合成中基于SPGD算法的平移误差和倾斜误差控制[J]. 母杰,景峰,王逍,朱启华,李志林,张军伟. 中国激光. 2014(06)
[8]模拟退火-爬山混合算法用于无波前传感器快速像差校正[J]. 刘莹,马剑强,何挺,李保庆,褚家如. 光学精密工程. 2012(02)
[9]高分辨率空间光学遥感器波像差的无波前传感器自适应光学校正[J]. 俞信,韩杏子,胡新奇. 光学学报. 2011(09)
[10]高分辨率空间光学系统位置误差的无波前传感综合校正[J]. 韩杏子,胡新奇,俞信. 光学学报. 2011(06)
博士论文
[1]基于SPGD的无波前探测自适应光学技术研究[D]. 宋阳.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]自适应光学波前探测新概念研究[D]. 侯静.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
硕士论文
[1]大气光通信中波前畸变补偿算法研究[D]. 汪洲.华中科技大学 2009
[2]基于随机并行梯度下降算法的波前校正技术研究[D]. 靳冬欢.国防科学技术大学 2006
本文编号：3518971
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