应用于低对比度扩展目标观测的大型阵列太阳自适应光学电子系统的设计与实现

自适应光学由于能够显著提高空间分辨率,在天文观测领域日益得到广泛的应用。与通常应用于恒星观测的夜天文自适应光学技术相比,对太阳表面低对比度扩展目标的观测校正一直是自适应光学中的难点。该文针对太阳观测中的低对比度扩展目标特性,采用FFT协方差相关算法,初步实现了大型阵列自适应光学电子系统。该系统采用阵列DSP和FPGA协同工作的架构,由低阶相关跟踪系统和高阶波前处理系统两部分组成。初步实验结果表明,系统能够满足预先设计的要求,并且具有较好的灵活性、通用性和扩展性。

基于绝对差分算法的相关HS波前处理机设计

在太阳自适应光学系统中,通常采用绝对差分或者互相关因子算法进行哈特曼波前探测。本文给出了一种基于绝对差分算法的相关HS(Hartmann-Shack)波前处理机的设计结果。针对子孔径阵列呈6×6方形排布,单个子孔径大小为32pixels×32pixels,参考模板大小为16pixels×16pixels的相关HS波前传感器,采用绝对差分算法在单片FPGA内实现了对波前的实时处理。实验结果表明,该处理机峰值运算量超过230亿次/s,系统延时120μs,能够满足1000Hz的CCD采样要求。本设计在单片FPGA内实现,具有成本低、易维护、集成度高的特点。