液晶波前校正器和变形镜高低阶自适应校正方法的初探

	液晶波前校正器和变形镜高低阶自适应校正方法的初探
	张亚超
学位类型	硕士
导师	胡立发
	2014-11
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	光学工程
关键词	自适应光学液晶波前校正器变形镜大口径望远镜
摘要	液晶自适应光学系统在实际应用中，由于液晶材料色散的影响，其成像波段窄，目前适用于0.7~0.9um的I波段；同时，红外液晶材料的响应速度还偏慢，目前还没有商用的液晶波前校正器用于红外波段校正的液晶自适应光学系统中。另一方面，变形镜由于驱动单元少的限制，空间采样频率低，应用中其成像波段很难扩展到可见和近红外。因此，我们结合两者的优势，组成液晶波前校正器-变形镜分波段自适应光学系统，对可见-红外波段同时实现校正，预期可以获得从可见到红外的宽波段高分辨率成像。为此目的，本工作主要从新的宽波段自适应光学系统的波前校正器电光响应特性和自适应光学控制方法方面进行了以下方面的前期研究。本文首先研究了所使用的OKO公司37单元变形镜的响应特性和驱动控制方法。尽管国内外对变形镜有大量的研究报道，但在本研究组工作中，第一次使用变形镜，因此我们需要对变形镜的基本特性和控制方法进行研究。在系统研究变形镜的响应特性测量、哈特曼波前探测器和变形镜的口径优化匹配关系、控制算法等的基础上，进行了静态像差校正。对所用37单元变形镜的交联值、各个驱动器的调制量、响应时间、对Zernike面形的拟合能力等参数进行了测试和分析。得出其响应时间为2.27ms，交联值约为40%，最大位相调制量约为2um，对单位系数的前10项Zernike面形能够进行很好的拟合。在此基础上为其设计了积分控制器，对PV值为、rms值为的静态畸变进行校正，校正后PV值约为，rms值。其次，研究了液晶波前校正器的驱动和控制方法，对过压驱动的延迟时间、量化级次进行系统研究，获得了优化的数值。根据过压驱动原理，采用偏振光干涉法测量了BNS生产的256×256的LCOS的过驱动矩阵，采用32级量化的方法，使其响应速度从2.83ms提高到了1.796ms。将LCOS和哈特曼波前探测器组成开环自适应光学系统，对其响应矩阵进行测量，对比研究了直接斜率控制法和Zernike模式控制法，并对其设计了积分控制器，实现了对静态像差的良好校正，对PV值为、rms为静态畸变进行校正，直接斜率法校正后PV值约为，rms为 ,Zernike模式法校正后的PV值为，rms值为。最后，设计了液晶波前校正器和变形镜高低阶同时校正的自适应光学系统光路，其中，变形镜和哈特曼波前探测器组成闭环系统；液晶波前校正器和哈特曼波前探测器组成开环控制系统。对液晶波前校正器和变形镜高低阶同时校正的自适应光学系统的像差解耦方法进行了研究。采用zernike模式法测量系统的响应矩阵，实现了对变形镜和液晶波前校正器的校正空间的分离；分析了系统的控制时序，为进行动态校正实验奠定了基础。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44717
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	张亚超. 液晶波前校正器和变形镜高低阶自适应校正方法的初探[D]. 中国科学院大学,2014.

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