分析了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)模式復(fù)原算法的基本原理, 建立了一種新型的傳感器本征模復(fù)原算法。與常用的直接斜率法相比, 這種模式復(fù)原算法可以有效減小探測(cè)噪聲對(duì)復(fù)原計(jì)算過程的影響, 提高系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性和校正效果。在61 單元自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了這種模式復(fù)原算法, 并在實(shí)際大氣湍流中對(duì)傳感器本征模復(fù)原算法和直接斜率法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究。
在自適應(yīng)光學(xué)(AO ) 系統(tǒng)中, 根據(jù)波前探測(cè)器的子孔徑斜率信號(hào)計(jì)算傾斜鏡和變形鏡等波前校正器的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)的過程稱為波前復(fù)原[ 1 ]。常用的波前復(fù)原算法有區(qū)域法、直接斜率法[ 2～ 4 ]和模式法等。其中模式法的目的是通過選擇不同的模式基底函數(shù), 實(shí)現(xiàn)靈活方便的波前校正, 并提高系統(tǒng)在各種復(fù)雜工作環(huán)境下的校正效果[ 5～ 11 ]。但從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道中發(fā)現(xiàn), 在實(shí)際應(yīng)用中采用模式復(fù)原算法的AO 系統(tǒng)較少[ 9～ 11 ]。這主要有以下兩個(gè)原因: 一是模式復(fù)原算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)算量大、調(diào)整因素多, 對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的依賴性較強(qiáng), 具體實(shí)現(xiàn)起來不如區(qū)域法或直接斜率法等便捷; 二是當(dāng)系統(tǒng)單元數(shù)足夠多時(shí), 在大多數(shù)情況下用簡(jiǎn)單復(fù)原算法就可以取得滿意效果, 對(duì)模式復(fù)原算法的需要不強(qiáng)烈。即便如此, 對(duì)模式復(fù)原算法的研究仍然是很有必要的。首先, 這種研究可以加深對(duì)自適應(yīng)光學(xué)原理的認(rèn)識(shí); 其次, 在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)
合必須采用模式復(fù)原算法; 最后, 也是最重要的一點(diǎn), 采用模式復(fù)原算法有可能提高系統(tǒng)的整體性能。
本文針對(duì)61 單元自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)[ 2 ] , 建立一種合適的波前復(fù)原模式基底函數(shù), 分析模式濾波選擇的依據(jù)和方法, 研究模式復(fù)原算法的具體實(shí)現(xiàn)問題, 并對(duì)各種復(fù)原算法的校正效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較研究。