自适应光学系统

摘要： FPGA(field programmable gate array)具有可重复编程、算法实现灵活等优势,以97单元变形镜为原型,提出基于FPGA的SPGD(stochastic parallel gradient descent algorithm)控制算法通用快速实现方案.采用TimeGen软件对SPGD算法进行时序分析,并采用Vivado软件分别对SPGD算法随机扰动电压生成、性能指标计算和控制电压的计算与输出进行FPGA配置和编程,将每个模块的计算结果与Matlab结果进行对比、分析.研究结果证明了该文所提方案的合理性和可行性,为下一步基于FPGA的SPGD算法硬件实现和应用提供基础.

摘要： 系外行星的直接成像是当今国际天文学研究的热点,而对潜在的系外行星候选体进行大面积普查将是未来十年天文学的迫切需要.国际上中小型2m级望远镜上部署的ROBO-AO瑞利激光信标自适应光学系统(AO),可以灵敏而快速地删察系外行星候选体.但瑞利信标高度引起的聚焦非等晕效应是限制其行星探测能力的重要因素.基于1.8 m望远镜61单元钠信标自适应光学系统优化构建系外行星高对比度成像系统,它将在近红外波长范围内提供系外行星的高对比度成像.通过对钠信标AO高对比度成像过程的仿真,发现在理论上,钠信标AO系统的系外行星高对比度成像性能优于ROBO-AO,即在2h曝光时间内,可以实现与母恒星光通量比为4×10-7的行星的直接成像,而相同环境下,ROBO-AO系外行星直接成像能力为1×10-6,其中行星与恒星的角间距为1”.

摘要： 在单位圆的同心孔径圆域内,某些特定Zemike模式具有相关关系,其中具有较强负相关关系的模式组合在一定系数条件下叠加后,一定的同心孔径内的像差会相互抵消,波面变得更加平坦,这称为模式间的共轭性.文中设置了一组畸变波前,用自适应光学系统进行校正得到残差,然后用Zemike多项式对变形镜的校正残差进行了分解,通过分析首次发现在均方误差值较大的残差波前中,低阶、高阶两部分像差间存在着明显的负相关关系,两部分像差的系数会随着变形镜控制信号的调整体现出有规律的变化,并且在一定的系数组合方式下,这两部分像差呈现出共轭性.基于以上研究结果,提出一种控制方法,该方法通过优化变形镜控制电压来调整镜面面型,使得残差中的低阶、高阶两部分像差系数实现最佳匹配,从而降低光瞳同心孔径圆域内的像差均方根值(RMS),最终实现该孔径范围内系统成像质量的提升.分别针对点目标成像和扩展目标成像进行了仿真,结果表明:该方法相比于传统闭环共轭式校正方法,在面对复杂像差时能够得到质量更好的光学成像,有效扩展传统自适应光学系统的适用范围.这种控制方法在变形镜有较大拟合残差的场合具有很好的应用前景.

摘要： AFRL完成首次昼间自由空间量子通信试验 5月23日,美国空军研究实验室(AFRL)宣布,其“星火”光学试验场(SOR)在典型的天-地卫星链路条件下演示了昼间量子通信。AFRL定向能理事会主任科利·哈梅特博士表示,这是全球首次完成这样的演示,AFRL把量子通信技术与自适应光学(AO)支撑的新颖滤波技术相结合,为本次演示开发了紧凑的自适应光学系统,使量子通信能在昼间通过大气完成。SOR的量子通信首席研究员透露,之后计划进行一系列演示多种量子通信协议的实验,本次现场实验是开端,后续演示将推进可由A0支撑的其他量子通信技术。量子通信将允许量子计算机通过组网增加计算能力,具备空前的安全性。

摘要： 2019年1月14日,法国ANR国家研究基金宣布,将与Imagine Optic公司以及ESPCI、ENS和CNRS的专家合作,开发用于显微镜和神经成像的下一代自适应光学(AO)系统,项目名称InovAO,项目资金60万欧元。

摘要： 自适应光学系统有效通光口径的变化会引起部分哈特曼传感器子孔径缺光以及部分变形镜驱动器失效,造成系统子孔径排布和驱动器排布的匹配布局发生改变,从而引起变形镜控制电压输入与哈特曼传感器反馈输出之间的对应关系发生变化.针对自适应光学系统有效布局变化的情况,首先从理论上分析了系统不能稳定工作的原因,并且提出采用0-1故障模型的新方法对自适应光学系统部分单元失效的情况进行建模,然后针对经典比例一积分控制算法进行修正.最后通过实验证明,采用0-1故障模型建模,可以保证系统的稳定运行,但自适应光学系统的部分单元失效,会引起系统对波前像差的校正能力的下降.

摘要： 欧南台甚大望远镜最近又有了新变化。它的望远镜配备的多元光谱探测仪（MUSE）和自适应光学单元GALACSI可以协同工作，使四个激光导星设备（4LGSF）成为自适应光学设施（AOF）的子系统，为望远镜提供自适应光学辅助，提高观测能力。MUSE是甚大望远镜上第一个受益于此的设备。

摘要： 地基大口径望远镜是天文观测中最重要的仪器设备，但快速变换的大气湍流为其观测带来障碍。一些科学家不得不将望远镜送人太空，但这样会导致成本和技术难度大幅增加。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室研究员宣丽团队成功研制出快速液晶自适应光学系统，可随时抵消大气湍流的干扰，获得清晰的高分辨率观测图像。

摘要： For an N-element deformable mirror,the model-based wavefront sensorless adaptive optics (AO) system only needs N+1 imaging acquisitions,which means rapid convergence.An AO system was simulated with an 88-element deformable mirror and a CCD.The convergence and the correction performance of AO system under noise were investigated.Results showed that the convergence under noise is the same as that of AO system under no noise.The correction effect is very close to each other under different noise for the same turbulence condition.Compared with correction results under 50 dB,averaged RMS relative errors of 30 dB are 4.75％,4.04％ and 2.58％ respectively according to given turbulence conditions from weak to strong.Above results verified that the model-based wavefront sensorless AO system has a relative strong anti-noise canabilitv.%对于N单元变形镜,模型式无波前探测自适应光学系统只需N+I次远场光斑测量,收敛速度快.使用88单元变形镜、CCD成像器件等建立自适应光学系统仿真平台,分别从理论分析和仿真实验出发探讨模型式无波前探测自适应光学系统在噪声情况下的波前校正性能.结果表明:噪声条件下,基于模型的无波前探测自适应光学系统收敛速度保持不变;相同湍流条件时,不同噪声水平下的校正效果接近.与噪声水平50 dB时的结果相比,按照给定湍流条件从弱到强,噪声水平为30 dB时校正后平均RMS相对误差分别为4.75％、4.04％和2.58％.上述结果验证了基于模型的无波前探测自适应光学系统具有较强的抗噪能力.

摘要： 提出了一种可以实现自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准的方法。该方法通过给用来做标记的驱动器施加电压来表征变形镜的位置，利用哈特曼探测变形镜镜面面形的斜率分布信息获取驱动器的准确位置，并据此计算哈特曼传感器和变形镜之间位置失配，为两者的自动对准提供依据;阐述了该方法的对准原理，推导了哈特曼和变形镜之间位置失配计算公式;以45单元自适应光学系统为例展开对该对准方法的模拟仿真;结果表明，当二者平移失配和旋转失配误差小于2倍子孔径大小和小于10°时，测量误差分别小于子孔径大小的5％和小于0.15°，能够准确测量自适应光学系统中哈特曼传感器和变形镜之间的位置失配。

摘要： 重点研究了高功率固体激光装置自适应光学系统的两个主要应用问题，包括波前传感器参考波前在线标定和预补偿方式下激光过滤波器小孔堵孔问题。文中对两种不同的在线标定方法进行了研究，分析各自的优缺点，结合自适应光学系统的校正对象确定合适的标定方法和标定结果。针对小口径注入位置预补偿的自适应光学布局方案，对影响过滤波小孔的主要因素进行了研究，并从自适应光学系统控制和激光器运行流程两个方面提出了解决方案，获得较好的实验结果。

摘要： 介绍了一种实时自适应控制算法,分析了其实时性.在一个实际自适应光学系统上对自适应控制算法进行了实验研究,验证了算法的收敛性以及控制的平稳性.

摘要： 随着自适应光学技术在激光传输大气补偿中的重要作用,信标技术和微光波前探测技术将成为自适应光学的极其重要的关键技术,而人造信标(即激光导引星)是解决这一问题的关键.在激光导引星技术中,瑞利后向散射信标成为目前可以实现的技术手段之一.本文针对瑞利后向散射信标,分析了其在自适应光学系统中的基本应用特性,以及信标激光器的光束质量、脉冲能量等基本要求.

摘要： 短曝光技术对地基观测设备（尤其是大口径望远镜）对空观测图像的分辨率具有较强的恢复能力。本文综述了散斑成像、盲解卷积和幸运成像技术的发展和计算过程。并对散斑成像和多帧盲解卷积技术进行了对比。散斑成像在相位恢复能力上略优于多帧盲解卷积技术，但在能量谱信噪比方面，多帧盲解卷积要全面优于散斑成像技术。本文同时也阐述了幸运成像技术对自适应光学系统的分辨率改善能力，可以将分辨率提高2～3 倍。在此基础上，对短曝光技术的发展进行了展望，提出了该技术未来的发展方向和继续提高的途径。

摘要： 自1990年10月中科院光电所研制的“21单元自适应光学星体成像补偿系统”在云南天文台首次实现对星体目标实时校正以来，中科院光电所已研制成功5套夜天文自适应光学系统和2套太阳自适应光学系统，用于恒星和太阳等天体目标的高分辨力成像观测。本文在简要介绍中科院光电所在天体目标高分辨力成像自适应光学系统研究发展历程的基础上，重点介绍了1.2 M望远镜61单元自适应光学系统、1.8 M望远镜127单元自适应光学系统、37单元太阳自适应光学系统以及计划研制的4 M望远镜1000单元级自适应光学系统的研究结果和最新进展。

摘要： 在自适应光学系统中,直接斜率法的复原矩阵误差主要由探测器的探测噪声而引起的,基于直接斜率法分析了探测噪声对传函的影响,在此基础上,基于误差向量最小的准则,提出了减小传递矩阵误差的充分条件.应用这种方法对弱光61单元自适应光学系统的传递矩阵误差对常规模式和hadamard模式进行了仿真对比分析.

摘要： 文章介绍了一种大有效反射面积的连续表面变形镜的设计制造方法。首先从理论上给出了变形镜的物理模型及仿真结果，分析了此方案的特点，着重从解决 MEMS 工艺制造大表面积器件上给出了新的思路。并给出了实验制造的产品，分析了在大有效反射面积的变形镜制造过程中遇到的凸角补偿，阳极键合，划片等问题，给出了解决方案。

摘要： 该文对自适应光学新技术的关键器件--波前校正器的作用和工作原理作了简单的介绍，也通过典型例子对自适应光学系统作了描述，并重点介绍了研究人员研制的微小型波前校正器实测的各种特性。

摘要： 本文研究了基于自适应光学的气动光学效应波前校正的方法;在现有自适应光学理论的基础上,构建了基于MOEMS的气动光学效应波前校正的关键技术;从理论层面上解释了该方法在高速制导系统中的可行性.

摘要： 光学系统(LS)具有孔径光阑(S)以及相比孔径光阑(S)配置于物体侧且满足以下条件式的正透镜(L4)：‑0.010

摘要： 光学系统(LS)具有孔径光阑(S)以及相比孔径光阑(S)配置于物体侧且满足以下条件式的负透镜(L4)：‑0.010

摘要： 一种自适应光学系统中，包括：空间光调制器，其对入射到包含排列成二维状的N个区域的调制面的光学像的相位进行空间调制；和从上述空间光调制器接收调制后的上述光学像的波前传感器，其具有与上述N个区域分别对应的N个透镜排列成二维状的透镜阵列和检测包含由该透镜阵列所形成的K个会聚光斑的光强度分布的光检测元件，在该自适应光学系统中，确定上述空间光调制器的上述区域与形成于上述波前传感器的上述会聚光斑的对应关系。

摘要： 自适应光学系统包括：对入射到调制面上的光学像的相位进行空间调制的空间光调制器；和从所述空间光调制器接收调制后的所述光学像的波前传感器，其包括由多个透镜二维状排列而成的透镜阵列，和对包含由所述透镜阵列形成的会聚光斑的光强度分布进行检测的光检测元件，所述自适应光学系统基于根据所述光强度分布得到的所述光学像的波前形状，对显示在所述空间光调制器上的相位图案进行控制来补偿波前畸变，在所述自适应光学系统中调整所述调制面与所述波前传感器的对应关系。

摘要： 自适应光学系统包括：对入射到包含排列成二维状的N个区域的调制面上的光学像的相位进行空间调制的空间光调制器；从上述空间光调制器接收调制后的上述光学像的波前传感器，该波前传感器包括由与上述N个区域分别对应的N个透镜二维状排列而成的透镜阵列，和对包含由该透镜阵列形成的M个会聚光斑的光强度分布进行检测的光检测元件，上述自适应光学系统基于根据上述光强度分布得到的上述光学像的波前形状，对显示于上述空间光调制器的相位图案进行控制来补偿波前畸变，在上述自适应光学系统中，在执行上述波前畸变的补偿时，确定上述空间光调制器的上述区域与形成于上述波前传感器的上述会聚光斑的对应关系。

摘要： 本发明涉及一种用于拉曼散射显微镜的光学设备，该光学设备包括：激光源(10)，其适于以激发波长λ发射激光束(11)；显微镜物镜(14)，其适于接收激光束(11)，并且将激光束聚焦到显微镜物镜(14)的像平面中，所聚焦的激光束(21)旨在照射样品(20)；光学系统，其适于收集拉曼散射光束(22)；以及检测部件(16，17)，其适于检测收集的拉曼散射束(22)。更特别地，本发明提出了拉曼散射显微镜设备，其进一步包括自适应光学系统(31，32，33)，该自适应光学系统(31，32，33)位于激发激光束(11)的光路上，位于拉曼散射束(22)的光路上，或位于对激发激光束(11)和拉曼散射光束(22)公用的光路上。

摘要： 一种自适应光学系统中，包括：空间光调制器，其对入射到包含排列成二维状的N个区域的调制面的光学像的相位进行空间调制；和从上述空间光调制器接收调制后的上述光学像的波前传感器，其具有与上述N个区域分别对应的N个透镜排列成二维状的透镜阵列和检测包含由该透镜阵列所形成的K个会聚光斑的光强度分布的光检测元件，在该自适应光学系统中，确定上述空间光调制器的上述区域与形成于上述波前传感器的上述会聚光斑的对应关系。

摘要： 自适应光学系统包括：对入射到调制面上的光学像的相位进行空间调制的空间光调制器；和从所述空间光调制器接收调制后的所述光学像的波前传感器，其包括由多个透镜二维状排列而成的透镜阵列，和对包含由所述透镜阵列形成的会聚光斑的光强度分布进行检测的光检测元件，所述自适应光学系统基于根据所述光强度分布得到的所述光学像的波前形状，对显示在所述空间光调制器上的相位图案进行控制来补偿波前畸变，在所述自适应光学系统中调整所述调制面与所述波前传感器的对应关系。

摘要： 自适应光学系统包括：对入射到包含排列成二维状的N个区域的调制面上的光学像的相位进行空间调制的空间光调制器；从上述空间光调制器接收调制后的上述光学像的波前传感器，该波前传感器包括由与上述N个区域分别对应的N个透镜二维状排列而成的透镜阵列，和对包含由该透镜阵列形成的M个会聚光斑的光强度分布进行检测的光检测元件，上述自适应光学系统基于根据上述光强度分布得到的上述光学像的波前形状，对显示于上述空间光调制器的相位图案进行控制来补偿波前畸变，在上述自适应光学系统中，在执行上述波前畸变的补偿时，确定上述空间光调制器的上述区域与形成于上述波前传感器的上述会聚光斑的对应关系。

摘要： 本发明涉及致动器、可变形镜、使用可变形镜的自适应光学系统和使用自适应光学系统的扫描激光检眼镜。提供了一种致动器，其包括：衬底；可动部，设置为使得相对于衬底可动；至少三个弹性体，用于以可移位方式将可动部支撑到衬底上；由可动部支撑并且在与衬底的表面平行的方向上延伸的可动梳状电极；以及由衬底支撑并且在与衬底的表面平行的方向上延伸的固定梳状电极，其中可动梳状电极和固定梳状电极被布置为使得在有间距的情况下交替地彼此啮合，并且所有弹性体中的每一个弹性体具有相对于其它弹性体中的至少一个弹性体形成大于90°且小于或等于180°的角度的长轴。