在望遠(yuǎn)鏡對目標(biāo)成像過程中,由于大氣湍流的存在使得空氣折射率發(fā)生著隨機變化,影響了目標(biāo)在成像設(shè)備上的成像質(zhì)量。目前,自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)是克服補償大氣湍流影響的最有效手段之一,但傳統(tǒng)自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)存在著非等暈、視場小等問題,為此科研人員提出了多層共軛自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)（Multi-conjugate AO,MCAO）試圖解決上述問題。其中,大氣層析復(fù)原算法是實現(xiàn)MCAO技術(shù)的關(guān)鍵和前提,而波前探測器也是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中最為重要的組成部分之一。光場相機作為一種新的波前傳感裝置,具有簡單的光學(xué)結(jié)構(gòu)、較高的光能利用率和探測精度等優(yōu)點,受到了越來越多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。光場相機由于其獨特的光學(xué)結(jié)構(gòu),能夠通過一次曝光來獲得多個視線方向上的湍流波前信息。一臺光場相機有望代替MCAO系統(tǒng)中多個波前探測器,實現(xiàn)多視角方向的大氣湍流波前探測,并通過光場層析大氣復(fù)原算法計算復(fù)原得到不同高度的大氣湍流三維分布形貌,這一技術(shù)稱為光場層析大氣復(fù)原技術(shù)。本文主要研究光場相機在波前探測中的應(yīng)用前景以及在光場層析大氣復(fù)原技術(shù)中的重要作用,主要工作內(nèi)容如下:1、對自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的發(fā)展進行系統(tǒng)的回顧和介紹,了解其主要的工作系統(tǒng)組成部... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1991 年，美國政府對自適應(yīng)光學(xué)進行了進一步的解密，更多的科研人員加入到了自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的研究當(dāng)中，使得自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)得到了更加快速的發(fā)展。我們國家在自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)研究方面，起步于 19 世紀(jì) 70 年代末期，主要研究單位是中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所，其在 1980 年也成功建立了我國首個自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)研究實驗室。通過科研人員幾十年如一日的不懈努力，使得波前探測和校正，優(yōu)化系統(tǒng)控制過程等許多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域都得到了長足的發(fā)展，并先后成功研制了 19 單元激光波前校正系統(tǒng)[6]，是世界上首套用于核聚變裝置的波前校正系統(tǒng)，以及 21 單元動態(tài)波前誤差校正系統(tǒng)[7]，37 單元的太陽自適應(yīng)光學(xué)近紅外試驗系統(tǒng)等等。隨后，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所又在 19 單元微小型變形鏡的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了人眼視網(wǎng)膜成像自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，并最終獲取了較為清楚的人眼眼底圖像，由此，我國也成為了繼美國之后，世界上第二個能夠利用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，獲得人眼視網(wǎng)膜高分辨率成像的國家[8]。此外，中國工程物理研究院[9]、華中科技大學(xué)[10]、中國科學(xué)院安徽光機所等科研院校在自適應(yīng)光學(xué)相關(guān)理論研究方面也取得了多項重要的成果[11]。

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 緒 論臺 MAD（Multi-ConjugateAdaptive Optics Demonstrator）裝置、超大型望遠(yuǎn)鏡 VLT（Very Large Telescope）等，都安裝了 MCAO 系統(tǒng)。在這其中，大氣湍流三維波前層析復(fù)原算法是實現(xiàn)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)關(guān)鍵和前提。Ragazznoi 于 1999 年提出了多層共軛自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中的模式層析復(fù)原算法來重建大氣湍流的三維波前，并于 2000 年開展了對空觀測實驗，證明了該技術(shù)的可行性，將結(jié)果發(fā)表在了當(dāng)年的 Nature 雜志上[12]；Fusco T 等研究人員在2001 年比較了兩種不同的預(yù)測算法，并提出了暗模式（unseen modes）的概念[13][14]；同年，Tokovinin A 等人在頻域上對層析算法進行了研究，結(jié)果表明層析算法的重構(gòu)精度會受到噪聲較大的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]焦面哈特曼傳感器波前相位復(fù)原[J]. 張銳,楊金生,田雨,饒學(xué)軍.  光電工程. 2013(02)
[2]光場成像技術(shù)進展[J]. 聶云峰,相里斌,周志良.  中國科學(xué)院研究生院學(xué)報. 2011(05)
[3]自參考干涉波前傳感器中針孔直徑對閉環(huán)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正精度的影響[J]. 白福忠,饒長輝.  物理學(xué)報. 2010(11)
[4]夏克-哈特曼波前傳感器的探測誤差[J]. 姜文漢,鮮浩,沈鋒.  量子電子學(xué)報. 1998(02)
[5]哈特曼波前傳感器的應(yīng)用[J]. 姜文漢,鮮浩,楊澤平,姜凌濤,饒學(xué)軍,許冰.  量子電子學(xué)報. 1998(02)
[6]爬山法自適應(yīng)光學(xué)波前校正系統(tǒng)[J]. 姜文漢,黃樹輔,吳旭斌.  中國激光. 1988(01)

博士論文
[1]自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的多激光導(dǎo)星波前重構(gòu)算法研究[D]. 何斌.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2016
[2]太陽高分辨力成像多層共軛自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)研究[D]. 張?zhí)m強.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2014
[3]基于微機械薄膜變形鏡的像差校正技術(shù)及其應(yīng)用[D]. 李邦明.南京航空航天大學(xué) 2010

碩士論文
[1]自適應(yīng)光學(xué)波前校正優(yōu)化方法研究[D]. 張家如.中國工程物理研究院北京研究生部 2002



本文編號：3621599