点目标下基于变形镜本征模式的无波前传感器自适应光学系统

针对点目标提出了基于变形镜(DM)本征模式的无波前传感器自适应光学校正方法并进行了仿真和实验研究。由DM的影响函数矩阵推导出一组符合导数正交关系的DM本征模式代替传统的Lukosz模式。基于远场光斑的均方半径建立评价函数,利用DM本征模式系数与评价函数之间的关系求解出各阶模式所需的校正量。通过仿真比较了上述两种模式的校正精度,分析了模式偏置系数对校正精度的影响,给出了算法对不同大小像差的闭环校正结果。基于37单元DM搭建了实验系统,实验结果表明算法可以有效校正低阶像差,且采用DM本征模式的校正精度优于Lukosz模式。

基于变形镜本征模式的无波前传感器自适应光学系统实验研究

无波前传感器自适应光学的波前校正方法包括无模型优化算法和基于模式的优化算法。通过搭建实验光路验证了基于变形镜本征模式校正方法的有效性。实验结果表明,基于变形镜本征模式的校正方法和传统基于Lukosz模式的校正方法相比,避免了模式拟合误差,具有更高的校正精度。对各阶变形镜模式系数的校正量的估计是相互独立的,根据初始像差空间频率组成的不同,可以选择合适的模式校正阶数以提高校正速度。与目前常用的随机并行梯度下降(SPGD)算法相比,模式法的校正精度与之相当,但校正速度可以提高一个数量级。