四步相移数字全息干涉术相移提取和物光重建 被引量：10

1

作者 张倩 徐先锋 +2 位作者 袁红光 鲁广灿 焦志勇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期139-144,共6页

提出广义相移干涉术中结合广义四步公式改进最小二乘法抽取任意相移进而重建复波的方法。利用广义相移数字全息算法的物波重建公式替代传统最小二乘法来提取参考光相位和重建物体波前,大幅减小迭代循环的计算量。使用该方法,每一次迭代... 提出广义相移干涉术中结合广义四步公式改进最小二乘法抽取任意相移进而重建复波的方法。利用广义相移数字全息算法的物波重建公式替代传统最小二乘法来提取参考光相位和重建物体波前,大幅减小迭代循环的计算量。使用该方法,每一次迭代计算参考相位只需要一个最小二乘法,同时利用物波前重建公式计算物光相位。这种方法的可行性和有效性已被计算机模拟证实。模拟结果表明,相移值抽取误差保持在0.004rad左右,同比传统的四步最小二乘法算法节省大约10倍的计算时间,精度完全满足物波再现要求。光学实验也取得了令人满意的结果。 展开更多

关键词 相移干涉术 相移抽取 物波重建 相位恢复

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基于变形镜本征模式法校正大气热晕的数值模拟 被引量：8

2

作者 闫伟 陈志华 +1 位作者 杜太焦 关奇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1-8,共8页

由于相位补偿不稳定性的存在,大气热晕效应的相位校正一直是研究人员十分关心的问题。对变形镜驱动器影响函数耦合矩阵进行正交化获得了按照空间频率划分的变形镜本征模式,建立了采用变形镜本征模式进行波前重构的数值模型,对基于该波... 由于相位补偿不稳定性的存在,大气热晕效应的相位校正一直是研究人员十分关心的问题。对变形镜驱动器影响函数耦合矩阵进行正交化获得了按照空间频率划分的变形镜本征模式,建立了采用变形镜本征模式进行波前重构的数值模型,对基于该波前重构方法的自适应光学系统校正大气热晕进行了数值模拟。数值模拟结果表明,与直接斜率法相比,变形镜本征模式法可以通过本征模式的选择,改变校正相位的空间频率成分,消除空间高频成分对热晕校正的影响,从而抑制相位补偿不稳定性的发生,提高自适应光学系统闭环控制的稳定性和对大气热晕的校正效果。 展开更多

关键词 大气光学 自适应光学 变形镜本征模式 波前重构 热晕效应 相位补偿不稳定性 数值模拟

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高质量数字全息波面重建系统研究 被引量：7

3

作者 李俊昌 张亚萍 许蔚 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期5385-5391,共7页

基于阿贝成像理论对数字全息波面重建系统进行研究.结果表明,利用成像系统对物光场进行变换,可以让物光场的高频角谱分量到达电荷耦合器件(CCD)探测器.为研究重建物光场质量,导出了CCD在光学系统后任意位置波面重建的计算公式,研究了物... 基于阿贝成像理论对数字全息波面重建系统进行研究.结果表明,利用成像系统对物光场进行变换,可以让物光场的高频角谱分量到达电荷耦合器件(CCD)探测器.为研究重建物光场质量,导出了CCD在光学系统后任意位置波面重建的计算公式,研究了物光通过傍轴光学系统到达CCD时波面重建系统的脉冲响应.理论及实验研究表明,将CCD平面置于物光场像平面附近可以对物光场进行高质量重建. 展开更多

关键词 信息光学 数字全息 波面重建

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自适应光学系统波前处理算法的优化 被引量：7

4

作者 贾建禄 王建立 +1 位作者 赵金宇 王国强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1026-1031,共6页

考虑自适应光学系统对波前处理计算量和实时性的要求,对原有基于块运算的波前处理算法进行了改进和优化,提出了一种自适应光学系统波前处理算法。该算法基于重复利用核心模块的方式完成波前斜率计算,利用矩阵与向量相乘的可分解性完成... 考虑自适应光学系统对波前处理计算量和实时性的要求,对原有基于块运算的波前处理算法进行了改进和优化,提出了一种自适应光学系统波前处理算法。该算法基于重复利用核心模块的方式完成波前斜率计算,利用矩阵与向量相乘的可分解性完成波前复原计算。在像素时钟的同步下,完成整个波前处理运算,给出促动器所需的促动量。采用一片Virtex-4LX80现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理芯片进行了实验,结果表明该算法对于同样规模的自适应光学系统可降低约为50%的硬件资源,提高了系统的波前处理规模;与原算法帧同步结束后有338μs的计算延时相比,本文提出的算法可在帧同步结束前完成整个波前处理的运算,提高了自适应光学系统的控制带宽。利用改进后的算法在原系统上进行了室内的光源校正实验,取得了很好的效果。 展开更多

关键词 自适应光学 波前处理 波前复原 图像处理 现场可编程门阵列

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快速傅里叶算法在哈特曼-夏克传感器波前重构算法中的应用 被引量：4

5

作者 段海峰 杨泽平 张雨东 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期240-244,共5页

提出了一种应用快速傅里叶变换算法提高哈特曼夏克波前传感器波前重构实时性的快速算法。在根据波前斜率值应用最小二乘法估计波前相位的过程中 ,应用快速傅里叶变换算法进行方程的对角化和相位值的解耦 ,算法精度高、稳定。空间分辨率... 提出了一种应用快速傅里叶变换算法提高哈特曼夏克波前传感器波前重构实时性的快速算法。在根据波前斜率值应用最小二乘法估计波前相位的过程中 ,应用快速傅里叶变换算法进行方程的对角化和相位值的解耦 ,算法精度高、稳定。空间分辨率越高 ,算法实时性的优越性就越显著。 展开更多

关键词 自适应光学 波前重构 哈特曼-夏克传感器 快速傅里叶变换算法

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利用随机二元纯相位调制重构复杂光场波前 被引量：6

6

作者 徐宁汉 谭峭峰 金国藩 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1800-1806,共7页

在菲涅耳衍射区和夫琅禾费衍射区,分别利用输入面上的多个随机二元纯相位调制,获得多个输出面强度信息,在不需要输入面强度先验信息的基础上,基于迭代算法高精度重构了复杂光场的波前。讨论了菲涅耳衍射区和夫琅禾费衍射区各自特点和适... 在菲涅耳衍射区和夫琅禾费衍射区,分别利用输入面上的多个随机二元纯相位调制,获得多个输出面强度信息,在不需要输入面强度先验信息的基础上,基于迭代算法高精度重构了复杂光场的波前。讨论了菲涅耳衍射区和夫琅禾费衍射区各自特点和适用范围。 展开更多

关键词 物理光学 波前重构 相位调制 复杂光场 迭代算法

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离焦量误差对相位差法波前重构的影响 被引量：6

7

作者 杨磊 刘忠 +1 位作者 金振宇 于学刚 《天文研究与技术》 CSCD 2009年第1期43-50,共8页

相位差法波前探测是利用焦面和已知像差函数及像差尺度的离焦位置上同时采集的一对短曝光图像,通过最优化方法使代价函数最小化,从而得到目标和波前相位估计值的波前探测方法。本文通过计算机模拟了像差函数为离焦像差的情况下,经相位... 相位差法波前探测是利用焦面和已知像差函数及像差尺度的离焦位置上同时采集的一对短曝光图像,通过最优化方法使代价函数最小化,从而得到目标和波前相位估计值的波前探测方法。本文通过计算机模拟了像差函数为离焦像差的情况下,经相位差法波前探测成像系统后在焦面和离焦面上采集得到的图像强度分布,采用有限内存拟牛顿法(LFBGS)对模拟图像进行数值求解,实现了波前相位的重构和对面源目标的重建;由于在实际应用中测量误差和机械加工带来的离焦量偏差是不可避免的,因此在模拟实验中就离焦量尺度不精确的情况进行了分析。 展开更多

关键词 波前重构 图像重建 相位差法波前探测

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相移干涉术及广义相移数字全息干涉术 被引量：6

8

作者 蔡履中 《大学物理》 北大核心 2008年第9期43-46,54,共5页

在基础光学框架内说明了传统的相移干涉术及近年来发展的广义相移数字全息干涉术的基本原理;前者要求特殊值等步长相移,而后者则可以采用任意未知相移值.着重介绍了广义相移干涉术中的物波恢复算法,以及基于衍射场统计特性的未知相移提... 在基础光学框架内说明了传统的相移干涉术及近年来发展的广义相移数字全息干涉术的基本原理;前者要求特殊值等步长相移,而后者则可以采用任意未知相移值.着重介绍了广义相移干涉术中的物波恢复算法,以及基于衍射场统计特性的未知相移提取算法.从一个侧面沟通了基础光学与近代光学之间的关系. 展开更多

关键词 相移干涉术 广义相移干涉术 数字全息 波前再现 未知相移盲取

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彩色数字全息的非插值波面重建算法研究 被引量：5

9

作者 李俊昌 樊则宾 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期2457-2461,共5页

彩色数字全息及多波长照明的数字全息检测研究中,避免插值误差的可变放大率波面重建是一个重要的研究内容.由于Fresnel衍射积分可以表示成Fourier变换及卷积两种形式,对应地存在两种波面重建算法:其一,将重建距离分为两段的衍射"接... 彩色数字全息及多波长照明的数字全息检测研究中,避免插值误差的可变放大率波面重建是一个重要的研究内容.由于Fresnel衍射积分可以表示成Fourier变换及卷积两种形式,对应地存在两种波面重建算法:其一,将重建距离分为两段的衍射"接力"算法;其二,用球面波为重建波的卷积算法.文中对这两种算法进行理论分析及实验研究,讨论让重建计算满足取样定理的条件.结果表明,卷积算法较容易满足取样定理,能够获得较好的重建物光场. 展开更多

关键词 彩色数字全息 波面重建 衍射计算

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基于叠层扫描成像技术的成像透镜透射波前测量方法 被引量：4

10

作者 纵榜铭 栾嘉蕴 +3 位作者 蒋志龙 孔艳 王绶玙 刘诚 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期131-137,共7页

将叠层扫描成像技术(ePIE)用于成像透镜透射波前的高精度测量。将透镜的透射光束照射至一个固定于二维扫描台的衍射物上,并在其后的探测器上形成衍射光斑,扫描台横向扫描并记录衍射物在每个位置所形成的衍射光斑,采用ePIE精确重建衍射... 将叠层扫描成像技术(ePIE)用于成像透镜透射波前的高精度测量。将透镜的透射光束照射至一个固定于二维扫描台的衍射物上,并在其后的探测器上形成衍射光斑,扫描台横向扫描并记录衍射物在每个位置所形成的衍射光斑,采用ePIE精确重建衍射物体的光场复振幅,并据此反演出透镜后表面的透射光波前;移去透镜后重复上述步骤,可以重建入射到透镜上的光束波前;将透射波前减去入射波前即可得到透镜的透射波前。该方法具有准确性高、结构简单、成本低廉等优点。 展开更多

关键词 测量 透镜透射波前 叠层扫描成像技术 衍射成像 波前重建

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高分辨力哈特曼传感器的快速波面重构和拼接 被引量：3

11

作者 颜宏 雒仲祥 +3 位作者 叶一东 向汝建 王锋 何丽 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1335-1338,共4页

建立哈特曼传感器的模型,证明在高空间分辨力下,可以采用Hudgin模型进行波面重构,避免了采用Fried模型带来的复杂性。对哈特曼子孔径缺失破坏连续性的问题进行了分析,介绍了相应的边缘处理算法。完成了基于离散傅里叶变换的波面重构算... 建立哈特曼传感器的模型,证明在高空间分辨力下,可以采用Hudgin模型进行波面重构,避免了采用Fried模型带来的复杂性。对哈特曼子孔径缺失破坏连续性的问题进行了分析,介绍了相应的边缘处理算法。完成了基于离散傅里叶变换的波面重构算法数值模拟,实现了波面的无损重构。针对实际应用中输入波面在被遮挡处不连续的问题,提出了基于最小二乘解的拼接方案,实现了非连续波面拼接。分析了影响波面重构速度的主要因素,提出了提高波面重构性能的方法。 展开更多

关键词 哈特曼波前传感器 波面重构 离散傅里叶变换 波面拼接

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自适应光学技术获取高分辨率视网膜图像 被引量：3

12

作者 向东 王青玲 +3 位作者 杜秋娇 毕洁 张光勇 刘翠兰 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期135-139,共5页

介绍了近年来几种获取高分辨率人眼视网膜图像技术的原理及其优缺点。在介绍了自适应光学系统的核心部件——一种新型自主研发的可变形反射镜后,重点阐述了利用微小自适应光学系统对人眼波前畸变进行补偿,获得高分辨率的视网膜图像的原... 介绍了近年来几种获取高分辨率人眼视网膜图像技术的原理及其优缺点。在介绍了自适应光学系统的核心部件——一种新型自主研发的可变形反射镜后,重点阐述了利用微小自适应光学系统对人眼波前畸变进行补偿,获得高分辨率的视网膜图像的原理及实验结果。介绍了高分辨率视网膜图像在医学上的最新应用,并展望了获取高分辨率视网膜图像技术的发展前景。 展开更多

关键词 自适应光学 眼科光学 可变形反射镜 波前重构

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相移干涉术中参考波准直误差的数值校正 被引量：3

13

作者 蔡履中 闫汝森 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期725-728,共4页

针对相移干涉术中参考波由于准直误差可能为非倾斜或倾斜球面波的情形,本文提出了一种简单的数字处理方法,不需任何附加测量即可提取真实球面波的几何参数,进而校正由标准波前再现公式所恢复的物波波前误差。本文方法的有效性由模拟试... 针对相移干涉术中参考波由于准直误差可能为非倾斜或倾斜球面波的情形,本文提出了一种简单的数字处理方法,不需任何附加测量即可提取真实球面波的几何参数,进而校正由标准波前再现公式所恢复的物波波前误差。本文方法的有效性由模拟试验所证实,并说明了其适用范围。 展开更多

关键词 相移干涉术 波前再现 误差校正

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用脉动阵列实现实时波前复原处理 被引量：2

14

作者 王彩霞 李梅 +1 位作者 王春鸿 周璐春 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期1-3,15,共4页

在自适应光学系统中,波前复原是波前处理中运算量较大的部分,其运算速度直接影响波前处理机的实时性和系统的控制带宽。根据波前复原算法的特点,提出了用脉动阵列实现基于FPGA的实时波前复原处理方法,采用流水和并行处理技术,提高系统... 在自适应光学系统中,波前复原是波前处理中运算量较大的部分,其运算速度直接影响波前处理机的实时性和系统的控制带宽。根据波前复原算法的特点,提出了用脉动阵列实现基于FPGA的实时波前复原处理方法,采用流水和并行处理技术,提高系统的吞吐率;极大地提高了运算速度。该方法实时性强,模块化程度高。 展开更多

关键词 自适应光学 波前复原 脉动阵列 现场可编程门阵列

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同步多路相移数字全息技术 被引量：3

15

作者 张静 叶玉堂 +4 位作者 谢煜 刘娟秀 刘霖 常永鑫 罗颖 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期80-86,共7页

通过对相移数字全息技术的理论分析,提出了一种适用于动态三维物体成像的全新的同步多路相移全息方法。此方法通过在自由空间连续产生90相位延迟的参考光束,与激光衍射透过物体后的光场进行干涉,利用四台相机构成的平衡探测器系统同... 通过对相移数字全息技术的理论分析,提出了一种适用于动态三维物体成像的全新的同步多路相移全息方法。此方法通过在自由空间连续产生90相位延迟的参考光束,与激光衍射透过物体后的光场进行干涉,利用四台相机构成的平衡探测器系统同时拍摄多帧干涉图像,根据菲涅耳衍射和傅里叶光学原理动态实时重现物体三维信息。模拟仿真和实验结果表明,该方法实现了单次相移数字全息技术,同步多路的采集可以用于动态物体的实时测量,大量同步多帧图像的获取提升了图像的质量。 展开更多

关键词 全息 相移数字全息 物波重建 单次相移 同步多路 全息图

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基于线性双向脉动阵列的自适应光学波前复原 被引量：2

16

作者 郑文佳 王春鸿 +2 位作者 姜文汉 李梅 唐端午 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期936-940,共5页

针对自适应光学系统,提出了一种基于线性双向流水脉动阵列的快速波前复原方法。该方法结合直接斜率波前复原算法和线性双向脉动阵列工作特点,通过对复原矩阵进行PCT数据变换和引入资源共享,提高了阵列的单元利用率,减少了资源占用且保... 针对自适应光学系统,提出了一种基于线性双向流水脉动阵列的快速波前复原方法。该方法结合直接斜率波前复原算法和线性双向脉动阵列工作特点,通过对复原矩阵进行PCT数据变换和引入资源共享,提高了阵列的单元利用率,减少了资源占用且保证了计算的实时性,同时具有阵列结构简单规整、模块性强、可扩展性好等优点。最后在FPGA上实现了61单元48子孔径自适应光学系统的波前复原,验证了方法的可行性。 展开更多

关键词 自适应光学 波前复原 脉动阵列 资源共享

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垂直地震剖面高斯束法偏移成像 被引量：2

17

作者 王珺 乔玉雷 +1 位作者 姚忠瑞 李瑞忠 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期29-33,共5页

为了提高垂直地震剖面(VSP)成像质量,首次将高斯束偏移方法应用于VSP观测系统。给出了基于共炮点道集的VSP叠前高斯束偏移算法,在计算高斯束参数时,若相邻高斯束中心射线超过一定距离,则采用波前重建方法,更好地解决了阴影区问题,计算... 为了提高垂直地震剖面(VSP)成像质量,首次将高斯束偏移方法应用于VSP观测系统。给出了基于共炮点道集的VSP叠前高斯束偏移算法,在计算高斯束参数时,若相邻高斯束中心射线超过一定距离,则采用波前重建方法,更好地解决了阴影区问题,计算效率也提高了2倍。模型试算和实际资料处理证明了高斯束偏移应用于VSP成像的可行性和有效性。 展开更多

关键词 垂直地震剖面(VSP) 高斯束偏移 波前重建 偏移成像

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四棱锥波前传感技术数值仿真和重构研究 被引量：1

18

作者 张彦夫 王建立 +1 位作者 吴元昊 崔博川 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期101-105,共5页

介绍了四棱锥传感技术的基本原理和数学模型。当以调制模式工作时,可计算复原矩阵或梯度矩阵。分析了调制半径在不同像差条件下对复原速度和精度的影响,对无调制模式采用复原矩阵进行了仿真,并与调制模式进行了对比。实验结果表明:无调... 介绍了四棱锥传感技术的基本原理和数学模型。当以调制模式工作时,可计算复原矩阵或梯度矩阵。分析了调制半径在不同像差条件下对复原速度和精度的影响,对无调制模式采用复原矩阵进行了仿真,并与调制模式进行了对比。实验结果表明:无调制状态下,经过校正,残差RMS可减至0.05,调制状态下,梯度矩阵重构效果较好,残差RMS可减至0.02;对大像差的输入信号,调制模式的精度和速度都优于无调制模式。结果表明,四棱锥波前传感技术具有高速度、高精度和灵活的工作模式,是一种先进的波前传感技术。 展开更多

关键词 自适应光学 波前重构 四棱锥传感技术 调制模式

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基于Fourier变换的快速高分辨波前重构方法 被引量：1

19

作者 吴晶 向汝建 +1 位作者 卢飞 杜应磊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B05期19-23,共5页

为实现快速高分辨的哈特曼波前测量,研究了基于Fourier变换的波前重构方法。在软件设计和代码实施基础上进行了时间性能统计分析,采用模拟数据和实际斜率数据进行波前重构,并将重构结果与VMM方法获得的结果进行了比较,分析其误差产生的... 为实现快速高分辨的哈特曼波前测量,研究了基于Fourier变换的波前重构方法。在软件设计和代码实施基础上进行了时间性能统计分析,采用模拟数据和实际斜率数据进行波前重构,并将重构结果与VMM方法获得的结果进行了比较,分析其误差产生的原因及噪声的统计特性与误差空间分布的关系。仿真和实验结果表明,FTR方法具有从斜率数据准确重构出波前的能力;相对VMM方法FTR拥有更优的时间性能;基于相同的斜率FTR方法重构出波前与VMM方法的差别主要分布在孔径的边缘,在附加在斜率测量上的噪声具有零平均的性质时,最有可能获得一致的波前。 展开更多

关键词 FTR方法 波前重构 哈特曼波前探测器 误差分析

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基于模式互信息的大气湍流畸变波前重构 被引量：1

20

作者 徐晨露 郝士琦 +2 位作者 王勇 赵青松 刘玉洁 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第2期65-70,共6页

基于模式法进行波前重构时需将波前相位畸变展开成不同的正交多项式组合,不同的正交基分别代表由大气湍流引起的波前相位畸变的不同模式,通过计算大气湍流引起的波前畸变与各个模式的互信息,分析不同模式对波前畸变的影响程度,按互信息... 基于模式法进行波前重构时需将波前相位畸变展开成不同的正交多项式组合,不同的正交基分别代表由大气湍流引起的波前相位畸变的不同模式,通过计算大气湍流引起的波前畸变与各个模式的互信息,分析不同模式对波前畸变的影响程度,按互信息从大到小建立新的重构矩阵进行波前重构。数值模拟结果表明:当仅采用一种模式进行校正时,基于互信息重构的波前残差均方根值从1.8rad下降到1.15rad,而传统模式重构法的波前残差均方根值仅下降到1.74rad,采用2种模式重构波前时,2种方法的波前残差均方根值分别下降了1.2rad和0.1rad。当采用65个模式对波前重构时,传统模式法的波前残差为0.2rad,而当基于互信息重构的波前残差为0.2rad时,仅需要采用18个模式。与传统模式法相比,在相同的波前重构精度下,基于互信息的波前重构所需的重构模式数大大减少,从而降低了重构矩阵的复杂度,提升的波前重构的速度。 展开更多

关键词 自适应光学 波前重构 互信息 模式法 ZERNIKE多项式 畸变波

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