光场层析大气复原技术研究
发布时间：2022-02-12 11:01
在望远镜对目标成像过程中,由于大气湍流的存在使得空气折射率发生着随机变化,影响了目标在成像设备上的成像质量。目前,自适应光学系统是克服补偿大气湍流影响的最有效手段之一,但传统自适应光学技术存在着非等晕、视场小等问题,为此科研人员提出了多层共轭自适应光学技术（Multi-conjugate AO,MCAO）试图解决上述问题。其中,大气层析复原算法是实现MCAO技术的关键和前提,而波前探测器也是自适应光学系统当中最为重要的组成部分之一。光场相机作为一种新的波前传感装置,具有简单的光学结构、较高的光能利用率和探测精度等优点,受到了越来越多国内外学者的关注。光场相机由于其独特的光学结构,能够通过一次曝光来获得多个视线方向上的湍流波前信息。一台光场相机有望代替MCAO系统中多个波前探测器,实现多视角方向的大气湍流波前探测,并通过光场层析大气复原算法计算复原得到不同高度的大气湍流三维分布形貌,这一技术称为光场层析大气复原技术。本文主要研究光场相机在波前探测中的应用前景以及在光场层析大气复原技术中的重要作用,主要工作内容如下:1、对自适应光学技术的发展进行系统的回顾和介绍,了解其主要的工作系统组成部...
【文章来源】：重庆大学重庆市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自适应光学系统结构示意图
1991 年，美国政府对自适应光学进行了进一步的解密，更多的科研人员加入到了自适应光学技术的研究当中，使得自适应光学技术得到了更加快速的发展。我们国家在自适应光学技术研究方面，起步于 19 世纪 70 年代末期，主要研究单位是中国科学院光电技术研究所，其在 1980 年也成功建立了我国首个自适应光学技术研究实验室。通过科研人员几十年如一日的不懈努力，使得波前探测和校正，优化系统控制过程等许多关键技术领域都得到了长足的发展，并先后成功研制了 19 单元激光波前校正系统[6]，是世界上首套用于核聚变装置的波前校正系统，以及 21 单元动态波前误差校正系统[7]，37 单元的太阳自适应光学近红外试验系统等等。随后，中国科学院光电技术研究所又在 19 单元微小型变形镜的基础上，创建了人眼视网膜成像自适应光学系统，并最终获取了较为清楚的人眼眼底图像，由此，我国也成为了继美国之后，世界上第二个能够利用自适应光学技术，获得人眼视网膜高分辨率成像的国家[8]。此外，中国工程物理研究院[9]、华中科技大学[10]、中国科学院安徽光机所等科研院校在自适应光学相关理论研究方面也取得了多项重要的成果[11]。
重庆大学硕士学位论文 1 绪 论台 MAD（Multi-ConjugateAdaptive Optics Demonstrator）装置、超大型望远镜 VLT（Very Large Telescope）等，都安装了 MCAO 系统。在这其中，大气湍流三维波前层析复原算法是实现多层共轭自适应光学技术关键和前提。Ragazznoi 于 1999 年提出了多层共轭自适应光学系统中的模式层析复原算法来重建大气湍流的三维波前，并于 2000 年开展了对空观测实验，证明了该技术的可行性，将结果发表在了当年的 Nature 杂志上[12]；Fusco T 等研究人员在2001 年比较了两种不同的预测算法，并提出了暗模式（unseen modes）的概念[13][14]；同年，Tokovinin A 等人在频域上对层析算法进行了研究，结果表明层析算法的重构精度会受到噪声较大的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦面哈特曼传感器波前相位复原[J]. 张锐,杨金生,田雨,饶学军. 光电工程. 2013(02)
[2]光场成像技术进展[J]. 聂云峰,相里斌,周志良. 中国科学院研究生院学报. 2011(05)
[3]自参考干涉波前传感器中针孔直径对闭环自适应光学系统校正精度的影响[J]. 白福忠,饶长辉. 物理学报. 2010(11)
[4]夏克-哈特曼波前传感器的探测误差[J]. 姜文汉,鲜浩,沈锋. 量子电子学报. 1998(02)
[5]哈特曼波前传感器的应用[J]. 姜文汉,鲜浩,杨泽平,姜凌涛,饶学军,许冰. 量子电子学报. 1998(02)
[6]爬山法自适应光学波前校正系统[J]. 姜文汉,黄树辅,吴旭斌. 中国激光. 1988(01)
博士论文
[1]自适应光学系统的多激光导星波前重构算法研究[D]. 何斌.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]太阳高分辨力成像多层共轭自适应光学技术研究[D]. 张兰强.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[3]基于微机械薄膜变形镜的像差校正技术及其应用[D]. 李邦明.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]自适应光学波前校正优化方法研究[D]. 张家如.中国工程物理研究院北京研究生部 2002
本文编号：3621599
【文章来源】：重庆大学重庆市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自适应光学系统结构示意图
1991 年，美国政府对自适应光学进行了进一步的解密，更多的科研人员加入到了自适应光学技术的研究当中，使得自适应光学技术得到了更加快速的发展。我们国家在自适应光学技术研究方面，起步于 19 世纪 70 年代末期，主要研究单位是中国科学院光电技术研究所，其在 1980 年也成功建立了我国首个自适应光学技术研究实验室。通过科研人员几十年如一日的不懈努力，使得波前探测和校正，优化系统控制过程等许多关键技术领域都得到了长足的发展，并先后成功研制了 19 单元激光波前校正系统[6]，是世界上首套用于核聚变装置的波前校正系统，以及 21 单元动态波前误差校正系统[7]，37 单元的太阳自适应光学近红外试验系统等等。随后，中国科学院光电技术研究所又在 19 单元微小型变形镜的基础上，创建了人眼视网膜成像自适应光学系统，并最终获取了较为清楚的人眼眼底图像，由此，我国也成为了继美国之后，世界上第二个能够利用自适应光学技术，获得人眼视网膜高分辨率成像的国家[8]。此外，中国工程物理研究院[9]、华中科技大学[10]、中国科学院安徽光机所等科研院校在自适应光学相关理论研究方面也取得了多项重要的成果[11]。
重庆大学硕士学位论文 1 绪 论台 MAD（Multi-ConjugateAdaptive Optics Demonstrator）装置、超大型望远镜 VLT（Very Large Telescope）等，都安装了 MCAO 系统。在这其中，大气湍流三维波前层析复原算法是实现多层共轭自适应光学技术关键和前提。Ragazznoi 于 1999 年提出了多层共轭自适应光学系统中的模式层析复原算法来重建大气湍流的三维波前，并于 2000 年开展了对空观测实验，证明了该技术的可行性，将结果发表在了当年的 Nature 杂志上[12]；Fusco T 等研究人员在2001 年比较了两种不同的预测算法，并提出了暗模式（unseen modes）的概念[13][14]；同年，Tokovinin A 等人在频域上对层析算法进行了研究，结果表明层析算法的重构精度会受到噪声较大的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦面哈特曼传感器波前相位复原[J]. 张锐,杨金生,田雨,饶学军. 光电工程. 2013(02)
[2]光场成像技术进展[J]. 聂云峰,相里斌,周志良. 中国科学院研究生院学报. 2011(05)
[3]自参考干涉波前传感器中针孔直径对闭环自适应光学系统校正精度的影响[J]. 白福忠,饶长辉. 物理学报. 2010(11)
[4]夏克-哈特曼波前传感器的探测误差[J]. 姜文汉,鲜浩,沈锋. 量子电子学报. 1998(02)
[5]哈特曼波前传感器的应用[J]. 姜文汉,鲜浩,杨泽平,姜凌涛,饶学军,许冰. 量子电子学报. 1998(02)
[6]爬山法自适应光学波前校正系统[J]. 姜文汉,黄树辅,吴旭斌. 中国激光. 1988(01)
博士论文
[1]自适应光学系统的多激光导星波前重构算法研究[D]. 何斌.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]太阳高分辨力成像多层共轭自适应光学技术研究[D]. 张兰强.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[3]基于微机械薄膜变形镜的像差校正技术及其应用[D]. 李邦明.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]自适应光学波前校正优化方法研究[D]. 张家如.中国工程物理研究院北京研究生部 2002
本文编号：3621599
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3621599.html
