基于自适应光学技术的相位差法波前测量关键技术研究
发布时间：2022-01-10 04:36
随着现代光学技术的发展以及复杂观测任务的增加,天文望远镜、空间望远镜等大型光学观测系统对主镜在口径、面形精度等方面提出了严格的要求,给望远镜的设计与加工检测带来了巨大的挑战。现有的主镜检测方法通常为随面形加工精度提升更换不同检测仪器的分段式检测方法,通常包括轮廓仪检测、红外干涉仪检测和可见光干涉仪检测等,不仅需要更换检测设备,而且工装调试复杂,成为制约主镜的研制能力发展的瓶颈。相位差法（Phase Diversity,PD）是一种较新的波前测量技术,其基于测量像面上光强分布通过算法恢复出待测波前,具有结构简单、对器件无特殊要求以及对点目标和扩展目标均适用等特点,并且可用于拼接型望远镜的共相误差检测,具有作用于镜面面形检测的潜在应用价值。传统相位差法采集焦面与离焦面光强进行相位恢复,只能进行单次测量,并且单通道相位差约束不充分,在噪声的影响下容易陷入局部最优解。引入自适应光学的相位差法可以实现多通道约束,提高单次测量的寻优效率,并且将待测波前看作需要校正的像差,在校正-测量的迭代中使待测波前逐渐接近平面波,提高远场图像信噪比,使测量精度得到进一步提升,在迭代结果稳定时即可得到高精度的波前...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
伽利略发明的第一架天文望远镜
2地基大型望远镜的发展从20世纪90年代进入以8-10米口径为主导的大望远镜观测时代，凯克望远镜（KeckⅠ&Ⅱ）[4]主镜口径达10米，由36片口径为1.8米的六边形子镜组成。甚大望远镜（VLT）[5]由可独立工作的四台口径8.2米的望远镜组成，是目前最大口径单镜面望远镜。图1.2欧洲南方天文台甚大望远镜Figure1.2TheVeryLargeTelescopeofESO近年来欧美等国都在建造更强大的大口径地基光电望远镜，从而争夺空间观测和监视的主动权，包括仍在建造中的三十米望远镜（TMT）[6]、欧洲极大望远镜（E-ELT）[7]等。图1.3大口径望远镜主镜示意图Figure1.3Themainmirroroflargeopticaltelescopes我国的大口径望远镜的发展相比欧美发达国家起步较晚，与国际先进技术水平差距较大。1989年投入使用的兴隆观测站2.16米望远镜是我国首台口径超过两米的望远镜，此后于2007年云南天文台2.4米望远镜[8]建成。目前我国最大地基望远镜LAMOST[9]于2009年通过验收，LAMOST直径6米的主镜由37个六
2地基大型望远镜的发展从20世纪90年代进入以8-10米口径为主导的大望远镜观测时代，凯克望远镜（KeckⅠ&Ⅱ）[4]主镜口径达10米，由36片口径为1.8米的六边形子镜组成。甚大望远镜（VLT）[5]由可独立工作的四台口径8.2米的望远镜组成，是目前最大口径单镜面望远镜。图1.2欧洲南方天文台甚大望远镜Figure1.2TheVeryLargeTelescopeofESO近年来欧美等国都在建造更强大的大口径地基光电望远镜，从而争夺空间观测和监视的主动权，包括仍在建造中的三十米望远镜（TMT）[6]、欧洲极大望远镜（E-ELT）[7]等。图1.3大口径望远镜主镜示意图Figure1.3Themainmirroroflargeopticaltelescopes我国的大口径望远镜的发展相比欧美发达国家起步较晚，与国际先进技术水平差距较大。1989年投入使用的兴隆观测站2.16米望远镜是我国首台口径超过两米的望远镜，此后于2007年云南天文台2.4米望远镜[8]建成。目前我国最大地基望远镜LAMOST[9]于2009年通过验收，LAMOST直径6米的主镜由37个六
【参考文献】：
期刊论文
[1]First light of the 1.8-m solar telescope–CLST[J]. ChangHui Rao,NaiTing Gu,XueJun Rao,Cheng Li,LanQiang Zhang,JinLong Huang,Lin Kong,Ming Zhang,YunTao Cheng,Yi Pu,Hua Bao,YouMing Guo,YangYi Liu,JinSheng Yang,LiBo Zhong,ChangJun Wang,Kai Fang,XiaoJun Zhang,DongHong Chen,Cheng Wang,XinLong Fan,ZhiWu Yan,KeLe Chen,XiYa Wei,Lei Zhu,Hong Liu,YongJian Wan,Hao Xian,WenLi Ma. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2020(10)
[2]相位解包裹技术及应用研究进展[J]. 王永红,陈维杰,钟诗民,赵琪涵,孙方圆,闫佩正. 测控技术. 2018(12)
[3]自适应光学图像事后重建技术研究进展[J]. 鲍华,饶长辉,田雨,钟立波,陈浩,龙潇. 光电工程. 2018(03)
[4]数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹用于非连续表面动态变形测量（英文）[J]. 吴思进,杨靖,潘思阳,李伟仙,杨连祥. 光子学报. 2018(02)
[5]基于PMP的钢轨三维形貌在线测量模糊条纹复原[J]. 袁宏翔,李金龙,罗鹏,高晓蓉. 光电工程. 2017(07)
[6]液晶自适应光学在天文学研究中的应用展望[J]. 宣丽,李大禹,刘永刚. 液晶与显示. 2015(01)
[7]主动光学系统力促动器的设计和测试[J]. 张丽敏,张斌,杨飞,明名. 光学精密工程. 2012(01)
[8]采用波前测量图像恢复技术的误差分析[J]. 赵金宇. 红外与激光工程. 2011(09)
[9]双相机相位差异散斑成像技术[J]. 王斌,汪宗洋,王建立,赵金宇,吴元昊,张世学,董磊,文明. 光学精密工程. 2011(06)
[10]相位差异散斑法图像复原技术[J]. 王建立,汪宗洋,王斌,吴元昊,赵金宇,李宏壮,董磊,张世学. 光学精密工程. 2011(05)
博士论文
[1]基于相位差法的高分辨率液晶自适应光学技术研究[D]. 徐梓浩.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]基于泰勒展开的相位差波前检测技术研究[D]. 张东.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]相位差算法的并行化分析与实现[D]. 张全.电子科技大学 2015
[4]相位差波前探测技术及其在拼接镜共相检测中的应用研究[D]. 罗群.国防科学技术大学 2012
[5]波前曲率传感器特性与重构算法研究[D]. 黄盛炀.国防科学技术大学 2012
[6]基于相位差异的地基望远镜图像恢复算法与GPU高速实现[D]. 张楠.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于相位差异法的图像复原技术研究[D]. 汪宗洋.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
本文编号：3580062
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
伽利略发明的第一架天文望远镜
2地基大型望远镜的发展从20世纪90年代进入以8-10米口径为主导的大望远镜观测时代，凯克望远镜（KeckⅠ&Ⅱ）[4]主镜口径达10米，由36片口径为1.8米的六边形子镜组成。甚大望远镜（VLT）[5]由可独立工作的四台口径8.2米的望远镜组成，是目前最大口径单镜面望远镜。图1.2欧洲南方天文台甚大望远镜Figure1.2TheVeryLargeTelescopeofESO近年来欧美等国都在建造更强大的大口径地基光电望远镜，从而争夺空间观测和监视的主动权，包括仍在建造中的三十米望远镜（TMT）[6]、欧洲极大望远镜（E-ELT）[7]等。图1.3大口径望远镜主镜示意图Figure1.3Themainmirroroflargeopticaltelescopes我国的大口径望远镜的发展相比欧美发达国家起步较晚，与国际先进技术水平差距较大。1989年投入使用的兴隆观测站2.16米望远镜是我国首台口径超过两米的望远镜，此后于2007年云南天文台2.4米望远镜[8]建成。目前我国最大地基望远镜LAMOST[9]于2009年通过验收，LAMOST直径6米的主镜由37个六
2地基大型望远镜的发展从20世纪90年代进入以8-10米口径为主导的大望远镜观测时代，凯克望远镜（KeckⅠ&Ⅱ）[4]主镜口径达10米，由36片口径为1.8米的六边形子镜组成。甚大望远镜（VLT）[5]由可独立工作的四台口径8.2米的望远镜组成，是目前最大口径单镜面望远镜。图1.2欧洲南方天文台甚大望远镜Figure1.2TheVeryLargeTelescopeofESO近年来欧美等国都在建造更强大的大口径地基光电望远镜，从而争夺空间观测和监视的主动权，包括仍在建造中的三十米望远镜（TMT）[6]、欧洲极大望远镜（E-ELT）[7]等。图1.3大口径望远镜主镜示意图Figure1.3Themainmirroroflargeopticaltelescopes我国的大口径望远镜的发展相比欧美发达国家起步较晚，与国际先进技术水平差距较大。1989年投入使用的兴隆观测站2.16米望远镜是我国首台口径超过两米的望远镜，此后于2007年云南天文台2.4米望远镜[8]建成。目前我国最大地基望远镜LAMOST[9]于2009年通过验收，LAMOST直径6米的主镜由37个六
【参考文献】：
期刊论文
[1]First light of the 1.8-m solar telescope–CLST[J]. ChangHui Rao,NaiTing Gu,XueJun Rao,Cheng Li,LanQiang Zhang,JinLong Huang,Lin Kong,Ming Zhang,YunTao Cheng,Yi Pu,Hua Bao,YouMing Guo,YangYi Liu,JinSheng Yang,LiBo Zhong,ChangJun Wang,Kai Fang,XiaoJun Zhang,DongHong Chen,Cheng Wang,XinLong Fan,ZhiWu Yan,KeLe Chen,XiYa Wei,Lei Zhu,Hong Liu,YongJian Wan,Hao Xian,WenLi Ma. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2020(10)
[2]相位解包裹技术及应用研究进展[J]. 王永红,陈维杰,钟诗民,赵琪涵,孙方圆,闫佩正. 测控技术. 2018(12)
[3]自适应光学图像事后重建技术研究进展[J]. 鲍华,饶长辉,田雨,钟立波,陈浩,龙潇. 光电工程. 2018(03)
[4]数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹用于非连续表面动态变形测量（英文）[J]. 吴思进,杨靖,潘思阳,李伟仙,杨连祥. 光子学报. 2018(02)
[5]基于PMP的钢轨三维形貌在线测量模糊条纹复原[J]. 袁宏翔,李金龙,罗鹏,高晓蓉. 光电工程. 2017(07)
[6]液晶自适应光学在天文学研究中的应用展望[J]. 宣丽,李大禹,刘永刚. 液晶与显示. 2015(01)
[7]主动光学系统力促动器的设计和测试[J]. 张丽敏,张斌,杨飞,明名. 光学精密工程. 2012(01)
[8]采用波前测量图像恢复技术的误差分析[J]. 赵金宇. 红外与激光工程. 2011(09)
[9]双相机相位差异散斑成像技术[J]. 王斌,汪宗洋,王建立,赵金宇,吴元昊,张世学,董磊,文明. 光学精密工程. 2011(06)
[10]相位差异散斑法图像复原技术[J]. 王建立,汪宗洋,王斌,吴元昊,赵金宇,李宏壮,董磊,张世学. 光学精密工程. 2011(05)
博士论文
[1]基于相位差法的高分辨率液晶自适应光学技术研究[D]. 徐梓浩.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]基于泰勒展开的相位差波前检测技术研究[D]. 张东.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]相位差算法的并行化分析与实现[D]. 张全.电子科技大学 2015
[4]相位差波前探测技术及其在拼接镜共相检测中的应用研究[D]. 罗群.国防科学技术大学 2012
[5]波前曲率传感器特性与重构算法研究[D]. 黄盛炀.国防科学技术大学 2012
[6]基于相位差异的地基望远镜图像恢复算法与GPU高速实现[D]. 张楠.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于相位差异法的图像复原技术研究[D]. 汪宗洋.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
本文编号：3580062
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