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双变形镜自适应光学全场补偿模拟

强激光与粒子束 2000年第6期12卷 665-669页

作者：李有宽陈栋泉杜祥琬北京应用物理与计算数学研究所

在双变形镜自适应光学系统中 ,实现全场补偿的关键步骤之一是使得变形镜 2上主激光的振幅分布具有信标光振幅分布。根据 Y-G波场恢复理论 ,编制了波前恢复程序 ,研究了实现振幅和相位校正湍流问题。研究表明 ,相对于纯相位补偿 ,全场补... 详细信息

在双变形镜自适应光学系统中 ,实现全场补偿的关键步骤之一是使得变形镜 2上主激光的振幅分布具有信标光振幅分布。根据 Y-G波场恢复理论 ,编制了波前恢复程序 ,研究了实现振幅和相位校正湍流问题。研究表明 ,相对于纯相位补偿 ,全场补偿使得 Strehl比提高了 1 .2 7～ 2 .50倍。在变形镜 1和变形镜 2之间的距离为 1 0 m时 ,也使得 Strehl比提高 1 .1 3～ 1 .50倍。

关键词：自适应光学双变形镜波场恢复激光传输湍流全场补偿振幅补偿相位补偿

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双变形镜自适应光学系统全场补偿实验验证

红外与激光工程 2011年第8期40卷 1542-1546页

作者：余浩黄林海黄利新蔡冬梅饶长辉姜文汉中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073 四川大学物理科学与技术学院四川成都610064 太原理工大学应用物理系山西太原030024

在双变形镜自适应光学系统中,需要主激光出射时与信标光的振幅分布一致、相位共轭。当主激光到达目标时,光波的分布与目标上发射的信标光光波分布相同,主激光的振幅和相位都得到了校正。根据双变形镜自适应光学技术的概念,设计了一套基... 详细信息

在双变形镜自适应光学系统中,需要主激光出射时与信标光的振幅分布一致、相位共轭。当主激光到达目标时,光波的分布与目标上发射的信标光光波分布相同,主激光的振幅和相位都得到了校正。根据双变形镜自适应光学技术的概念,设计了一套基于双变形镜的自适应光学系统,对比了双变形镜和传统单变形镜对波前的空间校正能力,在实验上验证了双变形镜全场校正能力。实验结果表明:通过对光束振幅和相位的全场补偿,能使光束的近场场强得到控制,同时远场焦斑更接近衍射极限分布。传统的单变形镜校正后远场的斯特列尔比为0.71,双变形镜自适应系统校正后远场的斯特列尔比提高到0.85。

关键词：全场补偿自适应光学双变形镜振幅相位

基于模式投影抑制的无波前传感器双变形镜自适应光学系统解耦控制

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中国激光 2023年第6期50卷 98-104页

作者：刘文劲许冰孙文瀚中国民用航空飞行学院航空电子电气学院四川广汉610308 中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院光电技术研究所四川成都610209

为实现无波前传感器自适应光学系统中双变形镜的解耦控制,本文提出了一种基于模式投影抑制的双变形镜解耦控制方法,其中:低空间分辨率大行程变形镜使用模式法进行控制,用于低阶像差校正;高空间分辨率变形镜用于校正高阶像差。同时,通过... 详细信息

为实现无波前传感器自适应光学系统中双变形镜的解耦控制,本文提出了一种基于模式投影抑制的双变形镜解耦控制方法,其中:低空间分辨率大行程变形镜使用模式法进行控制,用于低阶像差校正;高空间分辨率变形镜用于校正高阶像差。同时,通过投影抑制法消除高空间分辨率变形镜中的低阶校正分量,进而实现两个变形镜的高效协同工作。理论分析与仿真结果表明,相比传统的无波前传感器自适应光学系统的解耦算法,本文所提解耦控制方法在稳定性、解耦计算的运算量上均有更优异表现,并可实现良好的耦合误差抑制与像差校正效果。所提算法的有效性得到了原理性实验的验证。

关键词：自适应光学双变形镜解耦控制投影抑制

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基于控制信号重置的双变形镜人眼视网膜成像

光学学报 2015年第A01期35卷 40-46页

作者：肖飞赵军磊赵豪欣戴云张雨东中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049

结合人眼自适应光学系统中无需复原Zernike模式系数的特性，提出基于控制信号重置的双变形镜并行控制的改进算法，改进后的算法可以减少矩阵运算量，并能相应地减少存储空间，使其适宜于人眼自适应光学系统的工作特性。对控制算法进行... 详细信息

结合人眼自适应光学系统中无需复原Zernike模式系数的特性，提出基于控制信号重置的双变形镜并行控制的改进算法，改进后的算法可以减少矩阵运算量，并能相应地减少存储空间，使其适宜于人眼自适应光学系统的工作特性。对控制算法进行理论介绍，通过模拟仿真证明其可行性，并将算法应用于双变形镜人眼视网膜高分辨率成像系统，实现了对双变形镜的快速稳定控制，获得了眼底视网膜高分辨率图像。模拟仿真和实验结果表明，该算法能够有效地补偿相伴畸变和抑制两个变形镜之间的耦合。

关键词：自适应光学双变形镜并行控制视网膜成像

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基于双变形镜的人眼像差校正研究

基于双变形镜的人眼像差校正研究

作者：刘浩南京航空航天大学

学位级别：硕士

自适应光学可实时对像差进行测量、校正,将这项技术应用到视网膜成像系统中,可以提高系统的成像分辨率,更好地为眼科本身疾病和其他全身相关性疾病的诊断和治疗提供帮助。但自适应光学系统中通常只含有单个变形镜,由于变形镜校正能力的... 详细信息

自适应光学可实时对像差进行测量、校正,将这项技术应用到视网膜成像系统中,可以提高系统的成像分辨率,更好地为眼科本身疾病和其他全身相关性疾病的诊断和治疗提供帮助。但自适应光学系统中通常只含有单个变形镜,由于变形镜校正能力的限制,对于人眼像差的校正是不完全的,这将影响对视网膜的观测。论文将重点研究基于双变形镜的人眼像差校正理论及其技术,为活体人眼高分辨率视网膜成像系统的研制提供理论依据和实践指导,主要研究内容如下:1.介绍了自适应光学技术。分析了基于自适应光学的视网膜成像、双变形镜自适应光学系统的国内外研究状况。2.介绍了人眼的基本结构、人眼波前像差的定义,采用Zernike模式表达人眼波前像差,研究了利用Hartmann-Shack波前传感器测量人眼像差的原理,建立了基于Zernike模式的波前重建模型。3.对微机械薄膜变形镜的面形解析,以影响函数建立变形镜面形与控制信号之间的关系。基于影响函数的奇异值分解,提出两种校正算法:固定修正法、动态修正法。4.建立了双变形镜系统校正模型,讨论了双变形镜系统控制方法,提出基于组合影响函数的双变形镜系统校正算法,并对单双变形镜系统下的不同校正算法进行性能分析。根据论文研究成果,搭建出一套基于双变形镜的自适应光学视网膜成像系统,可实现人眼像差的测量、校正及视网膜成像。

关键词：自适应光学人眼波前像差像差校正微机械薄膜变形镜双变形镜组合影响函数

基于拉普拉斯本征函数的Woofer-Tweeter自适应光学系统解耦控制算法

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中国激光 2018年第9期45卷 289-298页

作者：程涛刘文劲杨康健文良华何星董理治杨平许冰中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049 中国科学院光电技术研究所四川成都610209

为了实现对Woofer-Tweeter双变形镜自适应光学系统的解耦控制,提出了一种基于拉普拉斯本征函数的解耦控制算法。通过求解不同齐次Neumann边界条件下的拉普拉斯本征方程,获得不同光瞳区域下自身和一阶偏导数均正交的拉普拉斯本征函数。... 详细信息

为了实现对Woofer-Tweeter双变形镜自适应光学系统的解耦控制,提出了一种基于拉普拉斯本征函数的解耦控制算法。通过求解不同齐次Neumann边界条件下的拉普拉斯本征方程,获得不同光瞳区域下自身和一阶偏导数均正交的拉普拉斯本征函数。利用不同光瞳区域下的拉普拉斯本征函数,实现了对不同光瞳区域下WooferTweeter双变形镜自适应光学系统的解耦控制。此外,拉普拉斯本征函数的一阶偏导数具备正交性,这使得在构建Tweeter耦合抑制矩阵时无需对Tweeter驱动器响应函数面形进行逐个测量,极大简化了Tweeter耦合抑制矩阵的构造过程。采用Woofer-Tweeter双变形镜自适应光学系统对该算法的有效性进行了实验验证,结果表明:基于拉普拉斯本征函数的解耦控制算法能够实现对Woofer和Tweeter同步控制,并能有效地抑制Woofer和Tweeter之间的耦合误差。

关键词：自适应光学双变形镜解耦控制拉普拉斯本征函数

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信标光波长对全场补偿的影响

强激光与粒子束 2001年第5期13卷 541-544页

作者：李有宽杜祥琬陈栋泉北京应用物理与计算数学研究所北京100088

激光在近水平长距离传输时 ,闪烁效应会影响自适应光学的校正效果。在 Rytov近似下 ,导出了纯相位补偿方差和全场补偿方差与信标光波长的关系 ,研究了信标光波长对补偿效果的影响。结果表明 ,当信标光的波长与主激光波长之比小于 1 .89... 详细信息

激光在近水平长距离传输时 ,闪烁效应会影响自适应光学的校正效果。在 Rytov近似下 ,导出了纯相位补偿方差和全场补偿方差与信标光波长的关系 ,研究了信标光波长对补偿效果的影响。结果表明 ,当信标光的波长与主激光波长之比小于 1 .89时。

关键词：湍流信标光波长相位补偿全场补偿方差激光波场传播双变形镜闪烁效应

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基于影响函数组合及动态修正的校正模型

光电工程 2015年第6期42卷 68-72页

作者：刘浩梁春沈建新南京航空航天大学机电学院南京210016

对由37单元OKO变形镜和140单元BMC变形镜组成的双变形镜系统的联合校正算法做了理论分析,通过将两个变形镜的影响函数组合,提出了一种基于影响函数组合及动态修正的校正模型。仿真研究了37单元OKO单变形镜系统,140单元BMC单变形镜系统,3... 详细信息

对由37单元OKO变形镜和140单元BMC变形镜组成的双变形镜系统的联合校正算法做了理论分析,通过将两个变形镜的影响函数组合,提出了一种基于影响函数组合及动态修正的校正模型。仿真研究了37单元OKO单变形镜系统,140单元BMC单变形镜系统,37单元OKO变形镜和140单元BMC变形镜组成的双变形镜系统的闭环校正。结果表明:一是基于影响函数动态修正法的校正效果要优于固定修正法,二是双变形镜系统的校正效果要优于任一单变形镜系统。从而可以在现有技术条件下通过提出的算法提高自适应光学系统的校正能力。

关键词：自适应光学双变形镜联合校正影响函数动态修正