双变形镜自适应光学全场补偿模拟 被引量：7

1

作者 李有宽 陈栋泉 杜祥琬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期665-669,共5页

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... 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。 展开更多

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像差解耦研究 被引量：7

2

作者 胡诗杰 许冰 +1 位作者 吴健 姜文汉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1687-1692,共6页

对由大行程变形镜和高空间频率变形镜组成的双变形镜自适应光学系统中的像差解耦原理和限定像差校正算法做了理论分析。认为在高空间频率变形镜的斜率响应矩阵中加入限定像差向量,根据直接斜率法分别计算出两个变形镜的控制电压,可以实... 对由大行程变形镜和高空间频率变形镜组成的双变形镜自适应光学系统中的像差解耦原理和限定像差校正算法做了理论分析。认为在高空间频率变形镜的斜率响应矩阵中加入限定像差向量,根据直接斜率法分别计算出两个变形镜的控制电压,可以实现两个变形镜分别对低阶像差和高阶像差的闭环校正。仿真研究了19单元变形镜和61单元变形镜组成的双变形镜自适应光学系统对低阶像差和高阶像差分别校正的情况,结果说明双变形镜自适应光学系统的校正效果与理想行程的单变形镜自适应光学系统的校正效果相当,避免了制作同时具有大行程和高空间频率两个特征的变形镜。 展开更多

关键词 自适应光学 双变形镜 大行程变形镜 高空间频率变形镜 像差解耦

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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 被引量：9

3

作者 程涛 刘文劲 +5 位作者 杨康健 文良华 何星 董理治 杨平 许冰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期289-298,共10页

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。... 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。 展开更多

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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双变形镜自适应光学系统全场补偿实验验证 被引量：8

4

作者 余浩 黄林海 +3 位作者 黄利新 蔡冬梅 饶长辉 姜文汉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1542-1546,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 全场补偿 自适应光学 双变形镜 振幅 相位

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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 被引量：2

5

作者 刘文劲 许冰 孙文瀚 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期98-104,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 自适应光学 双变形镜 解耦控制 投影抑制

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信标光波长对全场补偿的影响

6

作者 李有宽 杜祥琬 陈栋泉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期541-544,共4页

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... 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 。 展开更多

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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基于控制信号重置的双变形镜人眼视网膜成像

7

作者 肖飞 赵军磊 +2 位作者 赵豪欣 戴云 张雨东 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第A01期40-46,共7页

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... 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。 展开更多

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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基于影响函数组合及动态修正的校正模型

8

作者 刘浩 梁春 沈建新 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期68-72,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 自适应光学 双变形镜 联合校正 影响函数 动态修正

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腔内双压电变形镜光强分布优化 被引量：5

9

作者 董理治 雷翔 +3 位作者 刘文劲 杨平 晏虎 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1691-1694,共4页

报道了把20单元双压电变形镜作为闪光氪灯泵浦的Nd:YAG激光器的腔镜,优化激光器输出光束远场强度分布的实验结果。变形镜由随机并行梯度下降算法控制,以相机采集到的激光束远场环围能量作为算法的评价指标,控制双压电变形镜的面形向远... 报道了把20单元双压电变形镜作为闪光氪灯泵浦的Nd:YAG激光器的腔镜,优化激光器输出光束远场强度分布的实验结果。变形镜由随机并行梯度下降算法控制,以相机采集到的激光束远场环围能量作为算法的评价指标,控制双压电变形镜的面形向远场能量分布更加集中的方向变化。结果表明:系统在20s内将远场光斑中的多个亮斑校正为单个亮斑,峰值光强与优化前相比提高了5倍;在腔镜倾斜较大时,实验系统将激光器的输出功率由0.006～0.051W提升至0.330W,验证了实验系统的有效性。 展开更多

关键词 双压电变形镜 固体激光器 自适应光学 随机并行梯度下降算法

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20单元双压电片变形镜的性能测试与闭环校正实验研究 被引量：16

10

作者 宁禹 余浩 +2 位作者 周虹 饶长辉 姜文汉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期4717-4723,共7页

测试了20单元双压电片变形镜的影响函数、变形量-电压特性曲线、面形热稳定性和频率响应特性,并搭建基于20单元双压电片变形镜和13×13阵列哈特曼传感器的自适应光学系统,测试了该变形镜对自身初始面形和静态像差板的闭环校正效果.... 测试了20单元双压电片变形镜的影响函数、变形量-电压特性曲线、面形热稳定性和频率响应特性,并搭建基于20单元双压电片变形镜和13×13阵列哈特曼传感器的自适应光学系统,测试了该变形镜对自身初始面形和静态像差板的闭环校正效果.实验结果表明,各分立电极变形量对加载电压的平均灵敏度为0.57μm/100 V,离焦电极的灵敏度为1.09μm/100 V;各电极变形量-电压响应曲线均存在迟滞现象,滞后量在最大变形量的10%以内;在温度引起的双压电片变形镜面形变化中离焦项贡献最大,其变化对温度也最为敏感,在13℃到25℃的测试区间内,离焦项P-V值增大了1.37μm,而像散、彗差和球差项的P-V变化均小于0.15μm;该变形镜对于频率在0—3 kHz范围内的电压输入信号可以均匀、稳定的响应,谐振频率在4 kHz左右.闭环条件下,双压电片变形镜能够对自身面形和静态像差板进行有效校正,校正前后焦平面上的远场光斑质量得到显著提高,Strehl Ratio分别从0.02和0.03提高到0.95和0.54. 展开更多

关键词 自适应光学 双压电片变形镜 特性分析 闭环校正

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37单元双压电片变形镜板条激光光束净化 被引量：7

11

作者 晏虎 雷翔 +5 位作者 刘文劲 王帅 高源 董理治 杨平 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1663-1666,共4页

为了校正板条激光器输出光束波前像差,改善输出光束质量,提出了基于37单元双压电片变形镜的板条激光光束净化系统。采用柱面反射式单向扩束器使主振荡功率放大结构板条激光器输出光束尺寸与37单元双压电片变形镜有效口径相匹配,利用随... 为了校正板条激光器输出光束波前像差,改善输出光束质量,提出了基于37单元双压电片变形镜的板条激光光束净化系统。采用柱面反射式单向扩束器使主振荡功率放大结构板条激光器输出光束尺寸与37单元双压电片变形镜有效口径相匹配,利用随机并行梯度下降算法控制双压电片变形镜面形,进行波前像差闭环校正,校正后光束远场归一化桶中功率提高到净化前的2～3倍。 展开更多

关键词 自适应光学系统 双压电片变形镜 板条激光器 光束净化 光束质量

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正电压边缘驱动的双压电片变形镜研制 被引量：2

12

作者 彭泰然 李文来 +2 位作者 娄军强 崔玉国 马剑强 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期164-171,共8页

为提高变形镜的热稳定性,提出一种用正电压边缘驱动的双压电片变形镜,通过环形电极产生整体离焦偏置,分立电极校正波前像差,只用正向电压即可实现镜面双向变形,且此变形镜结构对称受热应力影响小.制备变形镜样机并进行测试,测试结果表明... 为提高变形镜的热稳定性,提出一种用正电压边缘驱动的双压电片变形镜,通过环形电极产生整体离焦偏置,分立电极校正波前像差,只用正向电压即可实现镜面双向变形,且此变形镜结构对称受热应力影响小.制备变形镜样机并进行测试,测试结果表明:初始镜面展平后残余误差小于λ/30(λ=1064nm);精确重构了典型低阶Zernike多项式像差,像散、离焦、三叶草和彗差像差的重构幅值分别达到11.1μm、9.7μm、5.7μm和4.2μm,归一化残余误差分别为1.0%、1.0%、3.3%、6.0%;此外,实验生成了新型无衍射艾里光束,并显示出优异的重构性能. 展开更多

关键词 自适应光学 双压电片变形镜 正电压 热变形 艾里光束

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双压电片变形镜像差校正能力 被引量：2

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作者 刘文劲 宁禹 +4 位作者 董理治 晏虎 雷翔 杨平 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1611-1614,共4页

利用实测影响函数,通过数值仿真分析了有效孔径、光束入射角度对于20单元双压电片变形镜像差校正能力的影响。仿真结果表明:有效孔径为16mm时,变形镜对于各阶像差的校正能力较好;而随着光束入射到变形镜角度的增大,变形镜对于像差的校... 利用实测影响函数,通过数值仿真分析了有效孔径、光束入射角度对于20单元双压电片变形镜像差校正能力的影响。仿真结果表明:有效孔径为16mm时,变形镜对于各阶像差的校正能力较好;而随着光束入射到变形镜角度的增大,变形镜对于像差的校正精度与校正幅度都会出现下降,但是如果能够将入射角控制在25°以内,入射角度对变形镜的像差校正能力影响不大。 展开更多

关键词 双压电片变形镜 像差校正能力 有效孔径 入射角度

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双压电片变形镜的人眼像差拟合能力分析

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作者 王媛媛 何益 +5 位作者 魏凌 李凌霄 杨金生 李喜琪 周虹 张雨东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期19-24,共6页

针对三种不同空间分辨率的双压电片变形镜(BimorphDM),采用仿真实验分析其对3～35项Zernike静态像差和实际人眼(包括疾病人眼)像差的拟合能力。实验表明,Bimorph变形镜特别适用于校正低阶像差,拟合误差小于0.15,随着空间分辨率的增加,Bi... 针对三种不同空间分辨率的双压电片变形镜(BimorphDM),采用仿真实验分析其对3～35项Zernike静态像差和实际人眼(包括疾病人眼)像差的拟合能力。实验表明,Bimorph变形镜特别适用于校正低阶像差,拟合误差小于0.15,随着空间分辨率的增加,Bimorph变形镜对Zernike像差和人眼像差的拟合能力总体表现为增强的趋势,其中,35单元的Bimorph变形镜的像差拟合能力最优,对前20项Zernike像差的拟合误差稍优于传统分立式压电变形镜。通过对Bimorph变形镜像差拟合能力的实验分析,为人眼视网膜高分辨率系统的Bimorph变形镜选型提供了分析方法,也为进一步提升Bimorph变形镜的像差校正能力奠定了研究基础。 展开更多

关键词 自适应光学 双压电片变形镜 Zernike像差 像差拟合 视网膜成像

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37单元双压电片变形镜像差校正能力实验研究

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作者 刘文劲 董理治 +3 位作者 雷翔 晏虎 杨平 许冰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第F06期11-15,共5页

像差校正能力是衡量变形镜性能的重要指标，对自适应光学系统波前校正器件的选择有重要的参考价值。结合虚拟像差与直接斜率法控制技术，对最大通光孔径为45mm的37单元双压电片变形镜的像差校正能力进行了实验研究，并分析了通光孔径与... 像差校正能力是衡量变形镜性能的重要指标，对自适应光学系统波前校正器件的选择有重要的参考价值。结合虚拟像差与直接斜率法控制技术，对最大通光孔径为45mm的37单元双压电片变形镜的像差校正能力进行了实验研究，并分析了通光孔径与光束入射角度对变形镜像差校正能力的影响。研究结果表明，实验所用双压电片变形镜在通光孔径为28mm时能够取得最好的像差校正效果，随着光束入射角度增加，变形镜对像差的校正精度逐渐下降。 展开更多

关键词 自适应光学 双压电片变形镜 像差校正能力 通光孔径 光束入射角度

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