多级校正器解耦控制技术研究及应用

发布时间：2023-06-10 14:19

　　自适应光学技术能够对波前像差进行有效补偿,进而广泛应用于天文观测,激光光束净化和人眼医疗成像等多个领域。随着这些应用领域的不断发展,同步校正大行程和高空间频率的波前像差成为了自适应光学亟待解决的主要问题之一。近年来,作为自适应光学系统核心器件的变形镜虽然取得了长足的发展,但单一变形镜仍难以满足系统对大行程高空间频率像差同步校正的需求。为解决这一难题,采用不同类型波前校正器组合而成的多级校正器自适应光学系统成为了当前解决这一问题的有效手段。然而,多级校正器自适应光学系统虽然能利用不同波前校正器在行程和空间频率上的优势来提升系统对波前像差的校正精度与行程,但却不得不面临不同波前校正器之间的耦合补偿对系统像差补偿能力和稳定性造成的影响。本文从典型的woofer-tweeter双变形镜自适应光学系统出发,其中woofer用于校正大行程低空间频率像差,tweeter用于校正小行程高空间频率像差,以实现woofer和tweeter变形镜在空域上的解耦控制为研究重点,开展了一系列多级校正器自适应光学系统解耦控制技术的理论与实验研究。论文主要研究内容包含以下几个方面:首先,从像差补偿能力和耦合抑制能力...

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 自适应光学技术概述
        1.2.1 像差描述
        1.2.2 波前传感器
        1.2.3 波前校正器
        1.2.4 波前处理与控制系统
    1.3 多级校正器解耦控制技术的发展现状
        1.3.1 模式解耦控制技术
        1.3.2 区域解耦控制技术
        1.3.3 多级校正器解耦控制技术发展需求
    1.4 本文主要研究内容与结构
第2章 基于Zernike模式解耦控制算法性能分析
    2.1 引言
    2.2 Zernike模式解耦控制算法原理
    2.3 问题描述
    2.4 基于Zernike模式解耦算法性能验证
        2.4.1 仿真模型建立
        2.4.2 像差补偿能力分析
        2.4.3 耦合抑制性能分析
    2.5 本章小结
第3章 基于拉普拉斯本征函数的多级校正器解耦控制技术研究
    3.1 引言
    3.2 拉普拉斯本征函数
        3.2.1 本征函数特性
        3.2.2 常见的几类本征函数
    3.3 基于本征函数的解耦控制算法原理
    3.4 基于本征函数的解耦控制算法性能验证
        3.4.1 仿真验证
        3.4.2 实验验证
    3.5 本章小结
第4章 基于直接斜率的多级校正器解耦控制技术研究
    4.1 引言
    4.2 基于直接斜率解耦控制算法原理
    4.3 基于直接斜率解耦控制算法性能验证
        4.3.1 仿真验证
        4.3.2 实验验证
    4.4 本章小结
第5章 基于投影抑制的多级校正器解耦控制技术研究
    5.1 引言
    5.2 基于投影抑制的解耦控制算法原理
    5.3 基于投影抑制的解耦控制算法性能验证
        5.3.1 数值仿真验证
        5.3.2 实验验证
    5.4 本章小结
第6章 总结与后续展望
    6.1 本论文的主要研究内容
    6.2 本论文的主要创新工作
    6.3 现存在问题及展望
参考文献
致谢
个人简历及攻读博士学位期间取得的研究成果



本文编号：3833014