基于Zernike模式的自适应光学系统随机并行梯度下降算法 被引量：8

1

作者 杨慧珍 李新阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期645-648,共4页

控制算法的收敛速度一定程度上限制了无波前探测自适应光学技术在实时波前畸变校正中的应用。从理论分析角度提出将模式法和区域法结合起来以提高算法收敛速度,并以61单元变形镜为校正器,建立基于随机并行梯度下降算法自适应光学系统仿... 控制算法的收敛速度一定程度上限制了无波前探测自适应光学技术在实时波前畸变校正中的应用。从理论分析角度提出将模式法和区域法结合起来以提高算法收敛速度,并以61单元变形镜为校正器,建立基于随机并行梯度下降算法自适应光学系统仿真模型。结果表明:达到同样的校正效果时,采用组合优化的算法收敛速度要明显优于基于区域法的收敛速度,从而验证了理论分析的合理性。 展开更多

关键词 自适应光学系统 随机并行梯度下降算法 zernike模式

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一种基于瞳面相位差的波前传感器相位恢复 被引量：6

2

作者 杨慧珍 龚成龙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期124-129,共6页

根据瞳面相位差波前传感器的特点,提出把模式分解和随机并行梯度下降算法结合起来实现波前相位的恢复。以32单元变形镜的初始面形和Roddier提出的相位生成方法随机产生的一帧相屏为研究对象,分析所提出的相位恢复算法的性能。结果表明,... 根据瞳面相位差波前传感器的特点,提出把模式分解和随机并行梯度下降算法结合起来实现波前相位的恢复。以32单元变形镜的初始面形和Roddier提出的相位生成方法随机产生的一帧相屏为研究对象,分析所提出的相位恢复算法的性能。结果表明,两种情况下的畸变波前都得到了很好的恢复。当像差仅含有低阶成分时,使用模式分解法就可获得令人满意的效果。高阶成分较多时,各阶之间的耦合使得模式分解法的误差增大。采用模式分解法得到初始解,在初始解的基础上继续采用随机并行优化算法进行优化,可以得到精确解。对噪声情况下的相位恢复结果表明,该相位恢复算法具有较强的抗噪能力。 展开更多

关键词 测量 波前传感器 相位差法 相位恢复算法 zernike模式 随机并行梯度下降(SPGD) 噪声

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基于普适模型的无波前探测自适应光学系统仿真与分析 被引量：4

3

作者 王志强 张鹏飞 +2 位作者 乔春红 张京会 范承玉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期184-191,共8页

为了提高基于普适模型的无波前探测自适应光学(AO)算法的收敛性能,建立了一套基于Zernike模式的127单元变形镜AO系统仿真模型。以峰值斯特列尔比(Sr)和提出的快速稳定收敛百分比为评价标准,研究不同湍流强度下扰动系数、Zernike模式数... 为了提高基于普适模型的无波前探测自适应光学(AO)算法的收敛性能,建立了一套基于Zernike模式的127单元变形镜AO系统仿真模型。以峰值斯特列尔比(Sr)和提出的快速稳定收敛百分比为评价标准,研究不同湍流强度下扰动系数、Zernike模式数、斜率因子对校正效果和收敛速度的影响,验证了该仿真系统对静态畸变波前良好的校正能力。结果表明,扰动系数小于0.01时系统可以稳定收敛;增加Zernike模式数可以提高系统收敛时的Sr,但同时收敛速度会有所降低。提出的改进矢量化斜率因子,可以有效提升系统在一次迭代后的校正效果,特别是对大畸变波前具有较强的适应性。 展开更多

关键词 大气光学 自适应光学 波前校正 无波前探测 zernike模式 变形镜

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LCSLM相位调制特性及其在非球面测量中的应用 被引量：3

4

作者 马文超 申文 +8 位作者 胡栋挺 刘新宇 赵子云 曹朔 苏宙平 朱华新 张逸新 陈国庆 胡立发 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第22期165-172,共8页

液晶空间光调制器(LCSLM)在非显示领域有着广泛的应用。利用夏克哈特曼波前探测器对LCSLM的相位调制特性进行测量,结果表明,低阶Zernike模式的线性相位调制范围相对较大,随着调制范围的增加,衍射效率下降明显。对LCSLM用于非球面面形测... 液晶空间光调制器(LCSLM)在非显示领域有着广泛的应用。利用夏克哈特曼波前探测器对LCSLM的相位调制特性进行测量,结果表明,低阶Zernike模式的线性相位调制范围相对较大,随着调制范围的增加,衍射效率下降明显。对LCSLM用于非球面面形测量的可能性进行初步探讨,为扩展非球面面形检测方法提供一种全新的思路。 展开更多

关键词 光学器件 液晶空间光调制器 夏克哈特曼波前探测器 zernike模式 面形测量 非球面

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曲率探测的自适应光学Zernike模式的闭环校正 被引量：3

5

作者 陈波 李新阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期467-471,共5页

提出了一种更为简单的基于曲率探测的自适应光学闭环算法。首先,对算法的原理和闭环过程做了详细分析。然后,建立了一个自适应光学仿真模型,针对Kolmogorov特性的大气湍流相位畸变做了闭环校正。仿真结果表明,该闭环模型对大气湍流引起... 提出了一种更为简单的基于曲率探测的自适应光学闭环算法。首先,对算法的原理和闭环过程做了详细分析。然后,建立了一个自适应光学仿真模型,针对Kolmogorov特性的大气湍流相位畸变做了闭环校正。仿真结果表明,该闭环模型对大气湍流引起的波前畸变具有很高的校正精度。在此基础上,利用液晶空间光调制器作为波前校正器,搭建了相应的闭环实验系统,做了闭环实验分析。实验结果与仿真结果一致,表明基于该算法的自适应光学能够实时校正大气湍流引起的相位畸变,由此验证了算法的可行性。 展开更多

关键词 自适应光学 曲率传感器 zernike模式 液晶空间光调制器 闭环实验

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基于乘子法的微机械薄膜变形镜电压求解方法

6

作者 李邦明 廖文和 +1 位作者 沈建新 梁春 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期230-233,共4页

为了解决微机械薄膜变形镜控制电压容易超出可行域范围的问题,提出了一种基于乘子法的电压求解方法。将控制电压求解的约束最优化问题,转化为求解一系列无约束最优化问题。该算法不但保证了最优解一定在可行域范围内,消除了常用算法采用... 为了解决微机械薄膜变形镜控制电压容易超出可行域范围的问题,提出了一种基于乘子法的电压求解方法。将控制电压求解的约束最优化问题,转化为求解一系列无约束最优化问题。该算法不但保证了最优解一定在可行域范围内,消除了常用算法采用"截止电压"方法带来的误差,而且还克服了罚函数法因惩罚因子取的太大而带来的病态问题。搭建基于OKO公司37通道微机械薄膜变形镜的自适应光学实验系统,分别以模拟眼和人眼出射波前为入射畸变波前进行实验。与常用算法进行对比分析,结果表明,乘子算法在稳定性和快速性上更优,为搭建小型化、低成本的人眼波前像差校正系统提供了算法支持。 展开更多

关键词 自适应光学 微机械薄膜变形镜 乘子法 zernike模式

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对Zernike模式法重构19单元哈特曼测量波前的研究 被引量：10

7

作者 杨华峰 姜宗福 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期484-487,共4页

通过对19单元哈特曼测量和模式法重构波前的过程进行数值模拟,研究了Zern ike模式法重构波前时耦合和混淆出现的原因、条件、程度和数学算法的表现。确定了在综合考虑最高可识别模式和计算稳定性同计算工具关系的情况下,选择最佳重构阶... 通过对19单元哈特曼测量和模式法重构波前的过程进行数值模拟,研究了Zern ike模式法重构波前时耦合和混淆出现的原因、条件、程度和数学算法的表现。确定了在综合考虑最高可识别模式和计算稳定性同计算工具关系的情况下,选择最佳重构阶数的基本原则。同时对19单元哈特曼复原精度进行了评价,得出模式耦合是影响精度的主要因素,得到了模式法波前测量的适用条件,为利用哈特曼进行光束质量诊断提供了依据。 展开更多

关键词 自适应光学 哈特曼传感器 波前重构 zernike模式法 模式耦合 模式混淆

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环形区域上Zernike模式法波前重构 被引量：6

8

作者 张强 吕百达 姜文汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期306-310,共5页

针对激光技术领域常见的环形激光光束 ,利用圆域 Zernike多项式和环域 Zernike多项式进行模式法波前重构 ,结果显示 :如果环形激光光束波前相位畸变主要由低空间频率成分组成 ,则可以直接利用圆域 Zernike多项式进行波前重构 ;如果环形... 针对激光技术领域常见的环形激光光束 ,利用圆域 Zernike多项式和环域 Zernike多项式进行模式法波前重构 ,结果显示 :如果环形激光光束波前相位畸变主要由低空间频率成分组成 ,则可以直接利用圆域 Zernike多项式进行波前重构 ;如果环形激光光束波前相位畸变含有较多的高阶频率成分 ,则利用环域 Zernike多项式进行波前重构。 展开更多

关键词 自适应光学 波前重构 zernike模式法

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利用Zernike法进行激光小尺度畸变波前的重构 被引量：6

9

作者 罗智锋 陈怀新 丁磊 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期35-36,共2页

提出利用阵列菲涅耳波带片作为波前分割传感,采用Zernike模式法进行高功率系统激光束小尺度相位畸变波前重构方法。通过数值模拟讨论了畸变波前的纹波尺寸因子、畸变波前的幅度大小对波前探测重构的精度影响,并得到小尺度畸变波前重构的... 提出利用阵列菲涅耳波带片作为波前分割传感,采用Zernike模式法进行高功率系统激光束小尺度相位畸变波前重构方法。通过数值模拟讨论了畸变波前的纹波尺寸因子、畸变波前的幅度大小对波前探测重构的精度影响,并得到小尺度畸变波前重构的Zernike的优化阶数。 展开更多

关键词 高功率激光 小尺度相位畸变 波前重构 阵列菲涅耳波带片 zernike模式法

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自适应光学中的模式法

10

作者 梁静远 林水清 +3 位作者 韩美苗 宋鹏 赵黎 柯熙政 《现代应用物理》 2023年第2期19-34,共16页

自适应光学(adaptiveoptics, AO)能够有效校正无线光通信系统中由大气湍流造成的波前畸变,模式法作为自适应光学控制算法,对提高自适应光学系统的性能有着显著的效果。本文系统阐述了Zernike模式法、变形镜本征模式法、Lukosz模式法及Le... 自适应光学(adaptiveoptics, AO)能够有效校正无线光通信系统中由大气湍流造成的波前畸变,模式法作为自适应光学控制算法,对提高自适应光学系统的性能有着显著的效果。本文系统阐述了Zernike模式法、变形镜本征模式法、Lukosz模式法及Legendre模式法在自适应光学领域的国内外研究进展,详细介绍了常见的模式法及校正原理,同时简要介绍了自适应光学系统波前畸变校正质量评价方法及模式法在波前畸变校正的应用,给出了模式法的研究重点主要是减小偏差及提升速度精度。这些直接关系到波前畸变校正能力的大小,影响自适应光学系统的性能。 展开更多

关键词 模式法 自适应光学 zernike模式法 波前畸变

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Zernike模式像差共轭组合模型 被引量：1

11

作者 梁春 钮赛赛 沈建新 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期50-56,共7页

根据Zernike模式在单位圆的同心孔径圆域内某些模式间具有一定耦合性的结论及对应Zernike模式像差在一定同心光瞳区域内的相互抵消特性,对具有相同角频率不同阶数的Zernike模式建立组合模型,同时根据同心光瞳区域内像差均方根值的降幅... 根据Zernike模式在单位圆的同心孔径圆域内某些模式间具有一定耦合性的结论及对应Zernike模式像差在一定同心光瞳区域内的相互抵消特性,对具有相同角频率不同阶数的Zernike模式建立组合模型,同时根据同心光瞳区域内像差均方根值的降幅比参数给出了同心光瞳直径为4mm时的Zernike模式线性共轭组合模型。最后通过共轭组合模型对光学质量影响的研究发现,共轭模型组合之后能显著提高光学质量。同时也表明Zernike模式组合对光学质量的影响不具备叠加性,而对共轭组合模型表现为补偿关系。 展开更多

关键词 自适应光学 共轭组合 zernike模式像差 光学质量

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基于复用计算全息元件的多阶模式偏置波前传感器 被引量：1

12

作者 刘长海 习锋杰 +2 位作者 黄盛炀 姜宗福 马浩统 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期238-243,共6页

提出利用复用计算全息元件实现多阶模式同步的偏置模式波前传感器。对基于复用计算全息元件的多阶模式偏置波前传感器进行了理论分析。为了实现复用计算全息元件,分别编码设计了包含4阶,10阶和20阶Zernike像差模式的复用计算全息图,讨... 提出利用复用计算全息元件实现多阶模式同步的偏置模式波前传感器。对基于复用计算全息元件的多阶模式偏置波前传感器进行了理论分析。为了实现复用计算全息元件,分别编码设计了包含4阶,10阶和20阶Zernike像差模式的复用计算全息图,讨论了复用计算全息图设计中几个关键问题。数值模拟研究了复用计算全息图对单阶和多阶像差模式的探测性能。结果表明,在一定探测范围内,传感器能够响应与全息图内预先记录像差模式相同的待测像差模式,且每一个模式的灵敏度都不同。全息图内记录模式数较少时,单阶模式探测的灵敏度较大;记录模式数越多,模式之间擦除效应越严重,单阶和多阶模式灵敏度都受到一定影响。 展开更多

关键词 传感器 自适应光学 偏置模式波前传感器 复用计算全息元件 zernike像差模式

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振幅型复合计算全息模式波前传感理论及验证

13

作者 刘长海 徐蓉 +2 位作者 门涛 温昌礼 郭世平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2198-2202,共5页

全息模式波前传感器是利用复合全息元件对待测波前中像差模式进行直接测量的一种新型波前传感器,其中的复合全息元件可编码设计多阶Zernike像差模式。提出一种有效方案以编码设计振幅型复合计算全息元件,该方案通过将多个编码有某阶Zern... 全息模式波前传感器是利用复合全息元件对待测波前中像差模式进行直接测量的一种新型波前传感器,其中的复合全息元件可编码设计多阶Zernike像差模式。提出一种有效方案以编码设计振幅型复合计算全息元件,该方案通过将多个编码有某阶Zernike像差模式的透过率调制扭曲光栅叠加产生振幅型计算全息元件。在小像差近似条件下推导了传感器输出信号与Zernike像差模式系数的解析关系。编码设计了振幅型复合全息图,并研究了其对单阶和多阶Zernike像差模式的探测性能。利用液晶光阀加载复合全息图进行了验证实验。所得实验结果与数值模拟结果基本一致。 展开更多

关键词 自适应光学 模式波前传感器 振幅型复合计算全息元件 zernike像差模式

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偏置模式波前传感器光强信息提取及输出信号对比分析

14

作者 刘长海 习锋杰 +1 位作者 黄盛炀 姜宗福 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2052-2056,共5页

在小像差近似下,对偏置模式波前传感器进行了理论分析,明确了该传感器的适用条件,对比分析了3种信息提取方式和3种传感器信号输出方式的优劣。针对Zernike像差模式,数值模拟研究了传感器对单阶和多阶模式的响应特性。结果表明,畸变波前... 在小像差近似下,对偏置模式波前传感器进行了理论分析,明确了该传感器的适用条件,对比分析了3种信息提取方式和3种传感器信号输出方式的优劣。针对Zernike像差模式,数值模拟研究了传感器对单阶和多阶模式的响应特性。结果表明,畸变波前中与偏置模式相同或相关的模式之间有响应,但传感器对各阶Zernike模式的响应灵敏度不同,而且不相关模式的存在对传感器输出信号和灵敏度均有影响。 展开更多

关键词 自适应光学 偏置模式波前传感器 zernike像差模式 光强信息提取 输出信号

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