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空间引力波探测星载望远镜专题导读(二)
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作者 顾乃庭 王小勇 +3 位作者 汶德胜 饶长辉 周泽兵 叶贤基 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-4,共4页
探测空间引力波有望揭开更多的宇宙奥秘。在国家重点研发计划项目的支持下,《光电工程》组织了“空间引力波探测星载望远镜专题(二)”。专题围绕空间引力波探测星载望远镜设计与分析、建造与装调、测试与评估等几个方面介绍了近期的主... 探测空间引力波有望揭开更多的宇宙奥秘。在国家重点研发计划项目的支持下,《光电工程》组织了“空间引力波探测星载望远镜专题(二)”。专题围绕空间引力波探测星载望远镜设计与分析、建造与装调、测试与评估等几个方面介绍了近期的主要研究进展,将为相关领域学者和专家提供技术研究的参考和合作交流的平台,并将积极推动我国空间引力波探测计划的研究进程。 展开更多
关键词 星载望远镜 空间引力波 引力波探测 天琴计划 专题出版
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空间引力波探测望远镜指向偏差地面高精度测量技术研究
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作者 宋奇林 李杨 +5 位作者 周子夜 肖亚维 杨金生 黄林海 顾乃庭 饶长辉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期96-107,共12页
星载望远镜是实现空间引力波探测的核心组成部分。由于各星座之间传输距离达到109 m量级,对望远镜指向精度提出了nrad量级的严苛要求,而指向偏差高精度测量和定标就成为实现空间引力波探测星载望远镜高精度指向的前提。为实现星载望远... 星载望远镜是实现空间引力波探测的核心组成部分。由于各星座之间传输距离达到109 m量级,对望远镜指向精度提出了nrad量级的严苛要求,而指向偏差高精度测量和定标就成为实现空间引力波探测星载望远镜高精度指向的前提。为实现星载望远镜指向偏差地面测试及传感器定标需求,本文提出基于哈特曼原理的新型指向偏差高精度测量方法,采用多子孔径空间复用思想降低各类随机误差对测量精度的影响,显著提升了指向偏差测量精度。本文根据传感器参数与指向偏差测量精度之间的定量关系,对哈特曼传感器参数进行了分析优化,并分析了星载望远镜指向偏差测量精度。研究结果表明:采用基于哈特曼原理的多子孔径空间复用方法,可以实现对星载望远镜指向偏差0.62nrad的高精度测量,为空间引力波探测望远镜地面测试及在轨传感器定标提供了可行途径和参考。 展开更多
关键词 星载望远镜 指向偏差测量 哈特曼 多子孔径空间复用
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空间引力波星载望远镜测试与评估技术研究进展
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作者 张兰强 曾意 +5 位作者 吴小虎 杨金生 阮晓莉 辛强 顾乃庭 饶长辉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期6-21,共16页
在空间引力波探测任务中,星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10^(-10)级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限,因此,... 在空间引力波探测任务中,星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10^(-10)级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限,因此,针对星载望远镜发展测试与评估技术并开展系统超高精度测试是空间引力波探测计划成功的重要前提。本文在概述国内外在研的空间引力波探测星载望远镜研制情况的基础上,重点围绕星载望远镜的核心技术指标——光程稳定性和后向杂散光,介绍了在研望远镜的测试技术发展现状和已经取得的部分测试成果,以及各研究单位进一步的测试计划,为我国的空间引力波探测的星载望远镜测试与评估技术发展提供参考。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星载望远镜 地面测试 光程稳定性 后向杂散光
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空间引力波探测星载望远镜专题导读
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作者 顾乃庭 王小勇 +3 位作者 汶德胜 饶长辉 周泽兵 叶贤基 《光电工程》 CSCD 北大核心 2023年第11期1-4,共4页
引力波自2015年被直接探测到以来,为人类认识宇宙提供了新的视角[1]。三位美国科学家因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献而获得了2017年的诺贝尔物理学奖[2]。继地面干涉仪的手段实现高频引力波探测之后,空间引力波探测将是下... 引力波自2015年被直接探测到以来,为人类认识宇宙提供了新的视角[1]。三位美国科学家因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献而获得了2017年的诺贝尔物理学奖[2]。继地面干涉仪的手段实现高频引力波探测之后,空间引力波探测将是下一阶段的重点发展方向,其大空间尺度可突破地面探测的频段限制从而实现低频引力波探测。目前比较知名的空间引力波探测计划包括欧空局主导的LISA计划[3],我国的“天琴计划”[4]和“太极计划”[5]等。 展开更多
关键词 诺贝尔物理学奖 引力波 观测方面 重点发展方向 干涉仪 地面探测 望远镜
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空间引力波望远镜超前瞄准机构致动器电荷驱动位移行为研究 被引量:1
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作者 闫泽昊 周子夜 +4 位作者 李杨 周虹 黄林海 顾乃庭 饶长辉 《光电工程》 CSCD 北大核心 2023年第11期98-109,共12页
超前瞄准机构(PAAM)是空间引力波探测望远镜的关键部件,其主要通过给压电致动器输入电压或电荷精确控制位移量,实现对望远镜高精度角度控制。因此,压电陶瓷致动器位移响应直接影响超前瞄准机构指向控制性能。本文提出等效电容量计算方... 超前瞄准机构(PAAM)是空间引力波探测望远镜的关键部件,其主要通过给压电致动器输入电压或电荷精确控制位移量,实现对望远镜高精度角度控制。因此,压电陶瓷致动器位移响应直接影响超前瞄准机构指向控制性能。本文提出等效电容量计算方法定量分析压电致动器在电荷驱动下的位移响应特性,并通过数值模拟仿真和实验验证等方式验证了计算方法的准确性和可行性。结果表明:在使用幅值5 V、频率0.05 Hz~5 Hz的正弦波信号控制的电荷放大器驱动某型号压电致动器时,采用本文方法分析结果与实验结果相比,二者位移响应最大偏差小于1.35%,为空间引力波探测望远镜超前瞄准机构的高精度指向控制提供了可能的分析方法和实现途径。 展开更多
关键词 压电致动器 迟滞非线性 电荷驱动法 非线性电容
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基于夏克-哈特曼传感器的星载望远镜波前测量技术研究 被引量:1
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作者 位希雅 宋奇林 +5 位作者 杨金生 张兰强 李杨 黄林海 顾乃庭 饶长辉 《光电工程》 CSCD 北大核心 2023年第11期74-84,共11页
精确的测量和控制星载望远镜的波前像差是实现高效空间引力波探测的关键。本文提出了一种基于夏克-哈特曼波前传感器原理的星载望远镜波前像差测量方法,该方法采用经过频域阈值去噪处理后的频域上的互相关算法,使用子孔径数20×16... 精确的测量和控制星载望远镜的波前像差是实现高效空间引力波探测的关键。本文提出了一种基于夏克-哈特曼波前传感器原理的星载望远镜波前像差测量方法,该方法采用经过频域阈值去噪处理后的频域上的互相关算法,使用子孔径数20×16、微透镜尺寸0.279 mm×0.279 mm、焦距34 mm的夏克-哈特曼波前传感器对算法的测量精确度进行验证。对实际点源图像生成已知RMS离焦值(0, 0.22, 0.44, 0.66 nm),从而产生具有偏移量的点源图像。使用模式法进行波前复原后,计算复原波面和残余波面的RMS值,用于比较频域上的互相关算法和传统质心算法的测量精度。结果显示,随着实际离焦值的增加,质心算法的测量误差呈现上升趋势,分别为0.0966 nm, 0.1378 nm,0.1284 nm和0.1463 nm。频域互相关算法可以使夏克-哈特曼波前像差均方根(RMS)误差分别减少13%, 7%, 18%和14%,为空间引力波星载望远镜地面波前像差的高精度测试提供了重要参考。 展开更多
关键词 空间引力波探测 波前像差 相关算法
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太阳望远镜低时空频率波前像差校正技术
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作者 赵思旻 顾乃庭 +4 位作者 黄林海 肖亚维 张兰强 程云涛 杜宗政 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期255-266,共12页
针对大口径太阳望远镜系统运行过程中由于静态位置失配误差、风载弯沉等准静态位置失配误差以及热变形等非失配误差引起的波前像差导致成像质量下降的问题,在对太阳望远镜系统波前像差时空分频的基础上,提出采用次镜刚体位移对太阳望远... 针对大口径太阳望远镜系统运行过程中由于静态位置失配误差、风载弯沉等准静态位置失配误差以及热变形等非失配误差引起的波前像差导致成像质量下降的问题,在对太阳望远镜系统波前像差时空分频的基础上,提出采用次镜刚体位移对太阳望远镜低时空频率波前像差校正的方法,建立起次镜刚体位移与像差校正量的关系,并通过数值仿真及实验验证了采用次镜刚体位移对上述来源像差的校正能力。数值仿真和实验结果表明:次镜刚体位移能够对望远镜系统运行过程中的低时空频率波前像差进行有效校正,其中,对位置失配误差校正后像差RMS值低于原值的9%,对非失配误差校正后像差RMS值低于原值的40%,对多源混合误差校正后像差RMS值低于原值的15%。 展开更多
关键词 成像系统 像差校正 灵敏度矩阵法 次镜 太阳望远镜
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大口径地基太阳望远镜温度传感器标定方法
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作者 闫智武 顾乃庭 饶长辉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期588-596,共9页
热控系统是大口径地基太阳望远镜的重要组成部分,它能最大限度地减小主镜面的视宁度效应和内部视宁度效应。在热控系统中,温度传感器是监控主镜表面、热光阑表面和环境真实温度的“眼睛”,因此,其精度对热控系统乃至整个望远镜的性能均... 热控系统是大口径地基太阳望远镜的重要组成部分,它能最大限度地减小主镜面的视宁度效应和内部视宁度效应。在热控系统中,温度传感器是监控主镜表面、热光阑表面和环境真实温度的“眼睛”,因此,其精度对热控系统乃至整个望远镜的性能均有影响。针对现有商用传感器精确度不高、零点和响应曲线随时间变化而变化等缺陷,在将其组装入太阳望远镜之前,必须先对其进行标定。本工作采用一元线性回归的标定方法,通过修正传感器的响应曲线,从而提高传感器的测量精度。建立相应的实验装置,验证了该标定方法的可行性和有效性。验证结果表明,温度传感器的测量误差由1.5 ℃以上降低到0.05 ℃以下,可以满足大型地基太阳望远镜热控制系统的要求。 展开更多
关键词 自适应光学 温度传感器 标定方法 测量精度 太阳望远镜 热控系统
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自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准误差的测量方法 被引量:5
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作者 顾乃庭 杨泽平 +1 位作者 黄林海 饶长辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期287-292,共6页
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... 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,为二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:当二者的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。 展开更多
关键词 自适应光学 哈特曼传感器 变形镜 对准误差测量
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光学干涉图像区域分割技术研究进展
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作者 郎吉伟 白福忠 +1 位作者 王建新 顾乃庭 《光学仪器》 2023年第1期87-94,共8页
干涉图像区域分割属于重要的干涉图像预处理步骤,目的是从干涉图像中提取出有效数据区域。干涉图像区域分割广泛存在于各种数字波面干涉仪的实验测试和数据处理中,对于精确波前复原以及相位解包裹可靠实施具有重要影响。介绍了3类常见... 干涉图像区域分割属于重要的干涉图像预处理步骤,目的是从干涉图像中提取出有效数据区域。干涉图像区域分割广泛存在于各种数字波面干涉仪的实验测试和数据处理中,对于精确波前复原以及相位解包裹可靠实施具有重要影响。介绍了3类常见干涉图像的区域分割技术,包括单帧干涉图、同步移相干涉图和横向剪切干涉图,并系统总结了相关研究进展、展望了该领域研究趋势。 展开更多
关键词 干涉仪 区域分割 同步移相干涉图像 横向剪切干涉图像
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小孔夫琅和费衍射法标定CCD光电响应特性 被引量:6
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作者 林晓钢 顾乃庭 杨泽平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期410-414,共5页
对比分析现有的各种CCD光电响应特性标定方法后,引入了利用小孔夫琅和费衍射标定CCD光电响应的方法。推导了该方法中Airy斑的理论相对光强分布I/I0与CCD像素位置n之间的定量关系,完成了对特定面阵CCD光电响应特性标定实验。在数据处理... 对比分析现有的各种CCD光电响应特性标定方法后,引入了利用小孔夫琅和费衍射标定CCD光电响应的方法。推导了该方法中Airy斑的理论相对光强分布I/I0与CCD像素位置n之间的定量关系,完成了对特定面阵CCD光电响应特性标定实验。在数据处理过程中,采用二次曲线拟合法准确获得了灰度曲线的峰值位置,实现了Airy斑归一化理论光强分布曲线与CCD实测灰度分布曲线对准,解决了这种方法的中心对准问题,得到准确的灰度峰值位置n0为404.650 0,获得了特定的CCD光电转换特性曲线。标定结果表明,平均相对误差为0.77%,拟合结果可靠。 展开更多
关键词 电荷耦合器件 光电响应 标定方法 小孔夫琅和费衍射法
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偏振哈特曼波前探测技术研究 被引量:2
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作者 郭庭 张彬 +4 位作者 顾乃庭 饶长辉 黄林海 许多 肖亚维 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期53-62,共10页
针对白天强背景条件下自适应光学系统哈特曼传感器信背比低、波前探测精度不高等问题,利用人造目标与强背景偏振特性差异,提出基于偏振调制的哈特曼波前探测方法,将传统的哈特曼波前探测从强度维度转换到偏振维度,有效提升信背比和波前... 针对白天强背景条件下自适应光学系统哈特曼传感器信背比低、波前探测精度不高等问题,利用人造目标与强背景偏振特性差异,提出基于偏振调制的哈特曼波前探测方法,将传统的哈特曼波前探测从强度维度转换到偏振维度,有效提升信背比和波前探测精度。阐述了偏振哈特曼波前探测基本方法和原理,并通过数值模拟仿真验证了方法的正确性和准确性。研究结果表明:偏振哈特曼探测技术能够有效提升强背景条件下信背比和波前探测精度,显著增强自适应光学系统在强背景条件下的工作能力。 展开更多
关键词 自适应光学 强背景 偏振哈特曼传感器 偏振调制
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1.8 m太阳望远镜偏振标定单元设计 被引量:2
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作者 姚本溪 饶长辉 顾乃庭 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期12-19,共8页
中国1.8 m太阳望远镜(Chinese large solar telescope,CLST)致力于对太阳偏振的高精度及高灵敏度测量。然而其系统本身会引入仪器偏振,并且在望远镜运行的过程中,仪器偏振会随其指向的变化而变化。这就降低了系统的测量精度。因此,需要... 中国1.8 m太阳望远镜(Chinese large solar telescope,CLST)致力于对太阳偏振的高精度及高灵敏度测量。然而其系统本身会引入仪器偏振,并且在望远镜运行的过程中,仪器偏振会随其指向的变化而变化。这就降低了系统的测量精度。因此,需要一个偏振标定单元对其仪器偏振进行标定。为此,本文对偏振标定的原理和方法进行了研究,并且给出了针对CLST的偏振标定单元设计方案。 展开更多
关键词 太阳望远镜 偏振测量 标定 仪器偏振
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基于MPPC阵列的三维单光子成像技术研究 被引量:2
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作者 何巧莹 黄林海 顾乃庭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期282-290,共9页
三维成像技术在自动驾驶、航空任务、军事领域等都有着广泛的应用,不同技术体制的成像系统有不同的优点,其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter,MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发... 三维成像技术在自动驾驶、航空任务、军事领域等都有着广泛的应用,不同技术体制的成像系统有不同的优点,其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter,MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发展潜力。然而,由于MPPC阵列发展不成熟,基于MPPC阵列的弱光三维成像探测水平受到限制。利用日本滨松公司研发的具有32×32规模的MPPC阵列S15013系列二维光子计数图像传感器,开发了一套三维成像系统,传感器的每个像素由12个单光子雪崩二极管并联而成,其总探测像素达到1 K以上。基于该系统,分析了阈值电压、镜头光阑等参数条件对三维成像探测结果的影响,对系统探测灵敏度和精度进行了测试,并针对37 m远模拟目标开展了三维成像探测试验。试验结果表明:在回波光子数约1.98(光子/像素)的暗弱条件下,目标区域测距精度达到0.268 m,三维结构特征明显,达到了接近单光子成像的探测水平。 展开更多
关键词 多像素光子计数器(MPPC) 三维成像 光子计数器
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基于双DKDP晶体原理的太阳大气实时偏振探测技术研究 被引量:1
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作者 胡平 顾乃庭 饶长辉 《天文研究与技术》 CSCD 2021年第4期544-553,共10页
磁场是太阳爆发活动的根本驱动力,高精度实时偏振测量是实现磁场测量的常用方法。常用的波片式测量方法需要进行多次测量,因存在机械旋转结构,易导致仪器抖动,降低测量精度;波片旋转或切入切出也会导致测量时间较长。目前,基于磷酸二氘... 磁场是太阳爆发活动的根本驱动力,高精度实时偏振测量是实现磁场测量的常用方法。常用的波片式测量方法需要进行多次测量,因存在机械旋转结构,易导致仪器抖动,降低测量精度;波片旋转或切入切出也会导致测量时间较长。目前,基于磷酸二氘钾(DKDP)晶体和波片的太阳大气偏振测量周期较长,实时性不高,无法应用于快速变化的太阳活动磁场探测。根据以上背景,提出了一种基于双DKDP晶体原理的太阳大气实时偏振探测技术,采用两片快轴方向不同的DKDP晶体,通过外加不同电压进行快速相位延迟变化,实现对入射太阳光的偏振调制,获取太阳大气偏振的斯托克斯(Stokes)矢量。相较于传统旋转波片与DKDP晶体相结合的方法,本文提出的方法可将单次偏振调制速率从数秒提高到毫秒级,极大地提高了太阳磁场测量的实时性。仿真分析结果表明,本文提出的方法测量精度达到2×10-3,单波长点测量时间分辨率提高了20倍以上,可以实现对太阳磁场偏振信息的实时精确测量。 展开更多
关键词 太阳磁场 偏振测量 DKDP 实时测量
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基于双波前传感器自适应光学技术的太阳光栅光谱仪
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作者 郑联慧 饶长辉 +1 位作者 顾乃庭 邱琪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4088-4093,共6页
为了研究不同太阳大气高度的热力学特性,具有良好成像质量的成像型光栅光谱仪是实现这个目标的重要仪器。然而作为地基式太阳望远镜重要的终端仪器之一,光栅光谱仪的光谱成像性能不可避免的会受到动态波前像差和系统静态像差的影响。动... 为了研究不同太阳大气高度的热力学特性,具有良好成像质量的成像型光栅光谱仪是实现这个目标的重要仪器。然而作为地基式太阳望远镜重要的终端仪器之一,光栅光谱仪的光谱成像性能不可避免的会受到动态波前像差和系统静态像差的影响。动态波前像差常通过在太阳望远镜系统中集成自适应光学系统进行补偿。针对光学系统中的由装调和光学元件加工等引起的静态波前像差,提出了一种基于自适应光学技术校正光栅光谱仪中静态波前像差的方法,并进行了数值模拟仿真和实验验证。实验结果表明,校正后系统的残余波前像差RMS≈0.025λ,此时波前像差对光谱分辨率和能量利用率的影响可忽略,提高了光栅光谱仪的光谱成像质量,证明了所提出的方法的有效性。此外它具有降低光学系统装调精度和光学元件加工精度要求的优点。 展开更多
关键词 光栅光谱仪 像差 自适应光学 光谱分辨率 能量利用率
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非Scheimpflug条件对激光三角测距精度影响
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作者 陈雪花 肖亚维 +1 位作者 黄林海 顾乃庭 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2022年第9期119-127,共9页
在激光三角测距方法中,测量系统结构需满足Scheimpflug条件,使得激光光斑与探测器探测成像之间满足物像关系,保证距离测量精度。然而,光学镜头与探测器非共轴的设计结构较为复杂,成本更高,使用不方便。在实际应用中采用成像镜头与相机... 在激光三角测距方法中,测量系统结构需满足Scheimpflug条件,使得激光光斑与探测器探测成像之间满足物像关系,保证距离测量精度。然而,光学镜头与探测器非共轴的设计结构较为复杂,成本更高,使用不方便。在实际应用中采用成像镜头与相机同轴化直接集成的方式,构建非Scheimpflug条件下的激光三角测距系统,虽然提升了稳定性、方便性,降低了成本,但是不可避免地降低了激光三角测距精度。基于以上背景,开展了非Scheimpflug条件对激光三角测距精度影响研究,建立非Scheimpflug条件下距离测量解析模型,分析激光光斑成像后理论中心位置与质心位置之间的定位误差,并依据距离测量模型解算非Scheimpflug条件下距离测量误差,定量评估非Scheimpflug条件下不同激光三角测距模型的测量精度,给出非Scheimpflug条件下保持测距精度所适用的系统参数和距离范围,为非Scheimpflug条件下激光三角测距法应用提供理论和数值基础。 展开更多
关键词 激光三角测距 非Scheimpflug条件 测距精度 适用范围
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A modified phase diversity wavefront sensor with a diffraction grating 被引量:2
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作者 罗群 黄林海 +1 位作者 顾乃庭 饶长辉 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第9期251-258,共8页
The phase diversity wavefront sensor is one of the tools used to estimate wavefront aberration, and it is often used as a wavefront sensor in adaptive optics systems. However, the performance of the traditional phase ... The phase diversity wavefront sensor is one of the tools used to estimate wavefront aberration, and it is often used as a wavefront sensor in adaptive optics systems. However, the performance of the traditional phase diversity wavefront sensor is limited by the accuracy and dynamic ranges of the intensity distribution at the focus and defocus positions of the CCD camera. In this paper, a modified phase diversity wavefront sensor based on a diffraction grating is proposed to improve the ability to measure the wavefront aberration with larger amplitude and higher spatial frequency. The basic principle and the optics construction of the proposed method are also described in detail. The noise propagation property of the proposed method is also analysed by using the numerical simulation method, and comparison between the diffraction grating phase diversity wavefront sensor and the traditional phase diversity wavefront sensor is also made. The simulation results show that the diffraction grating phase diversity wavefront sensor can obviously improve the ability to measure the wavefront aberration, especially the wavefront aberration with larger amplitude and higher spatial frequency. 展开更多
关键词 波前传感器 衍射光栅 分集 相位 自适应光学系统 波前像差 CCD照相机 数值模拟方法
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基于遗传算法的变形反射镜快速设计
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作者 李兴春 樊新龙 +3 位作者 张小军 周虹 官春林 顾乃庭 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第1期348-355,共8页
变形反射镜是自适应光学系统的核心器件,其校正能力受多种因素的影响,设计过程属于多维变量优化问题。针对现有变形反射镜设计方法需要进行长周期反复迭代,效率较低的问题,提出了一种新型变形反射镜设计方法。将遗传算法与弹性力学影响... 变形反射镜是自适应光学系统的核心器件,其校正能力受多种因素的影响,设计过程属于多维变量优化问题。针对现有变形反射镜设计方法需要进行长周期反复迭代,效率较低的问题,提出了一种新型变形反射镜设计方法。将遗传算法与弹性力学影响函数分析模型相结合,显著提升变形反射镜的设计效率,为变形反射镜的高效研制提供保障。基于该方法进行离焦、像散校正变形反射镜结构参数的设计。结果表明,该方法通过100次迭代就完成了11个变量的收敛优化,大幅减少个体计算量,实现变形反射镜的快速设计。 展开更多
关键词 光学器件 变形反射镜 遗传算法 弹性力学 参数设计 设计效率
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大气湍流三维波前探测模式层析算法分析 被引量:5
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作者 张兰强 顾乃庭 饶长辉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第16期520-526,共7页
大气湍流三维波前探测是实现多层共轭自适应光学技术的关键和前提.对湍流三维波前探测中最常用的模式法层析技术进行理论研究与分析,提出该算法存在原理性限制,并基于此对模式法层析技术产生误差的原因展开分析,最后针对不同类型的模式... 大气湍流三维波前探测是实现多层共轭自适应光学技术的关键和前提.对湍流三维波前探测中最常用的模式法层析技术进行理论研究与分析,提出该算法存在原理性限制,并基于此对模式法层析技术产生误差的原因展开分析,最后针对不同类型的模式层析重构误差给出数值仿真实验结果.分析表明,模式层析重构中使用了Zernike分解基的一部分作为新的分解基进行波面拟合,从而引入模式混淆和模式耦合两个方面的误差;部分Zernike分解基不相关是避免模式混淆误差的必要条件,模式耦合误差则无法避免.最后结合仿真结果提出大视场探测、小区域重构的方法,很好地抑制了模式耦合误差. 展开更多
关键词 三维波前探测 大气层析 模式法 误差分析
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