光学反馈系统与相位校正研究

摘要

全光二维迭代函数系统是光学信息处理和分形与混沌的结合，具有并行性、超高速等优点。光学4f系统是实现全光二维迭代函数系统的一种重要光路，研究4f系统特点与特性是提高迭代函数系统初始输入质量的基础。论文以全光二维迭代函数系统为研究对象，针对迭代系统特点和特性及一种改善迭代函数初始输入的方法进行分析和研究，主要包括以下几个内容：
　　 1. 研究和比较了三种光学反馈系统，确定了使用相干光学反馈系统来实现全光二维迭代函数系统，同时光学4f系统又为相干光学反馈系统中的基础光路。
　　 2. 以光学4f系统仿真为基础，建立了相干光学反馈系统的理论模型。通过对仿真结果的分析，得出全光迭代函数系统的部分特性。即全光迭代函数系统对系统的带宽和输出有一定的改善作用，提高幅度较依赖于反馈中的初始输入图像。
　　 3. 为了提高输入图像质量，本文对影响光学4f系统输出的误差进行分析，讨论了各类误差的主要来源，给出了减小误差的方法和措施。对光学4f系统进行仿真，得出像差和相位扰动对光学4f系统输出影响较大。
　　 4. 采用自适应光学中相位调节方法来减小像差和相位扰动。研究和分析了三种波前探测技术，确定哈特曼-夏克探测技术作为系统仿真中波前探测技术。建立了哈特曼-夏克传感器和相位型空间光调制器的理论模型，实现了泽尼克多项式表示波前相位、波前传感、波前重构以及波前相位校正的仿真，对仿真结果进行了分析。
　　 论文创新之一是提出了一种改进迭代函数系统初始输入的方法，该方法通过调节相位来校正波前相位扰动及透镜的像差从而达到改善迭代系统初始输入的目的；创新之二是提出一种使用迭代外推提高图像质量的方法，由于光学器件口径有限导致高频信息的损失，该方法是通过迭代进行频谱的外推，使得图像频谱得到一定的拓展从而达到改善图像质量的目的。
　　 通过文献参考、理论分析、理论仿真，论文对全光迭代函数系统部分特点与特性和波前相位调制方法对改善迭代函数系统初始输入进行了研究，为进一步提高迭代函数系统初始输入以及最终实现全光迭代函数系统打下了一定的基础。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 光学反馈系统的研究

3 利用迭代外推改善系统输出质量

4 光学反馈系统中反馈回路初始输入误差特性研究

5 利用调节波前相位改善系统输出质量

6 总结和展望

致 谢

参考文献

附 录