液晶-变形镜自适应光学系统的数据采集与处理软件设计

摘要

为了提高自适应光学系统科研人员的工作效率,满足自适应光学系统向高低阶多波前校正器的发展需求,本文研究了一套自适应光学系统控制软件设计方法,以适应实验设备的不断更新换代,避免实验过程中软件不断更新修改所带来的问题.本文首先从功能和性能两方面分析了实验对软件系统的需求,提出基础层、功能层及表示层3层的软件架构体系,采用共享内存和临界区对象相结合的软件开发方法,确保自适应光学系统的实时性与准确性,避免资源冲突和浪费;采用Windows API事件实现多线程之间同步协调控制.基于上述思想开发了液晶-变形镜混合的高低阶自适应光学系统控制软件,可在0.6 ms内完成波前采集、波前计算、控制信号计算和各设备间的同步协调控制.最后,使用该软件进行自适应光学校正:仅变形镜和倾斜镜校正后峰峰值由3.38 μm降为0.95 μm,均方根误差由0.66 μm降为0.12 μm;液晶校正器、变形镜和倾斜镜同时校正后峰峰值为0.44 μm,均方根误差为0.02 μm,计算总延迟为0.378 ms.由实验结果可知,本文设计的软件可以实现自适应光学系统的实时校正,在保证校正精度的同时具有方便修改、功能齐全及模块化的优势,为后续自适应光学实验提供保障.