[發(fā)明專利]一種多波前校正器件的解耦控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210124281.2
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102681165A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 劉文勁;寧禹;晏虎;董理治;雷翔;王帥;楊平;許冰
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06;G01J9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發(fā)明涉及一種多波前校正器件的高效解耦控制方法，適用于需要利用多個波前校正器件同時進行像差校正的自適應光學系統(tǒng)。

背景技術

多波前校正器件的高效解耦控制方法，其主要作用是在擁有多個波前校正器件的自適應光學系統(tǒng)中，同時控制多個波前校正器件對像差進行校正，并能夠有效抑制多個波前校正器件之間校正效果的相互抵消，即能夠抑制波前校正器件之間的耦合現(xiàn)象。

實現(xiàn)對大像差的高精度校正，是光學技術發(fā)展對自適應光學系統(tǒng)提出的迫切要求之一。在現(xiàn)有技術條件下制造出能夠同時滿足大行程量和高空間分辨率的波前校正器件較為困難。構建擁有多個波前校正器件的自適應光學系統(tǒng)，利用大行程、低空間分辨率的波前校正器件負責低階像差校正，利用小行程、高空間分辨率的波前校正器件負責高階像差校正，從而充分發(fā)揮不同類型波前校正器件的優(yōu)勢，是實現(xiàn)對大像差進行高精度校正的有效途徑。在該類自適應光學系統(tǒng)中，能夠對多個波前校正器件進行解耦控制的控制方法是系統(tǒng)設計的核心問題之一，近年來受到了國內外研究人員的廣泛關注。

迄今為止，國內外已見報道的多波前校正器件解耦控制方法主要可分為三類。第一類是通過分步控制多個波前校正器件工作實現(xiàn)像差校正的“兩步法”(“Adaptive?optics-optical?coherence?tomography：optimizing?visualization?of?microscopic?retinal?structures?in?three?dimensions”，J.Opt.Soc.Am.A，Vol.24，No.5，2007，1373-1383)，美國加州大學戴維斯分校等相繼搭建了基于“兩步法”的雙變形鏡自適應光學系統(tǒng)，并在人眼像差校正領域取得了較好的實驗效果。第二類是基于特定模式基分解，使不同波前校正器件分別校正特定模式像差的解耦控制方法，按照選用模式基的不同，主要有基于Zernike模式(“Double-deformable-mirror?adaptive?optics?system?for?phase?compensation”，APPLIED?OPTICS，Vol.45，No.12，2006，2638-2642)、傅立葉模式(“Woofer-tweeter?control?in?an?adaptive?optics?system?using?a?Fourier?reconstructor”，J.Opt.Soc.Am.A，Vol.25，No.9，2008，2271-2279)、小波模式(“Closed-loop?control?of?a?woofer-tweeter?adaptive?optics?system?using?wavelet-based?phase?reconstruction”，J.Opt.Soc.Am.A，Vol.27，No.11，2010，A145-A156)實現(xiàn)解耦的三種不同控制方法，中國科學院光電技術研究所、海森堡天文研究所等先后開展了相關領域的研究。第三類是直接通過數(shù)學處理在控制過程中抑制波前校正器件之間耦合的解耦控制方法，Victoria大學(“Distributed?modal?command?for?a?two-deformable-mirror?adaptive?optics?system”，APPLIED?OPTICS，Vol.46，No.20，2007，4329-4340)、休斯敦大學(“A?correction?algorithm?to?simultaneously?control?dual?deformable?mirrors?in?a?woofer-tweeter?adaptive?optics?system”，OPTICS?EXPRESS，Vol.18，No.16，2010，16671-16684)等先后進行了相關的仿真及實驗研究。