四棱锥波前传感技术研究

	四棱锥波前传感技术研究
	张彦夫
学位类型	硕士
导师	王建立
	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	自适应光学波前传感四棱锥传感器数值仿真
摘要	波前传感技术是自适应光学的主要组成部分之一，在地基望远镜中起到检测大气湍流带来的误差的作用，并将测得的波像差供波前校正器使用。目前应用较为广泛的波前传感技术包括夏克哈特曼传感器、剪切干涉仪、曲率传感器等。本课题研究的四棱锥波前传感器是一种新的波前传感技术，具有较高的精度和能量利用率，计算简便，并且可以调节动态范围和精度，适用范围广。四棱锥波前传感系统的物理原理是傅科刀口检验。四棱锥作为相位模板，同时起到分光和相位滤波的作用，按照动态范围和精度的要求，可以通过振动四棱锥选择调制模式和非调制模式两种工作状态，实现动态范围和精度间的平衡。现在这一技术已经得到越来越多的研究，并在一些天文台得到了实际应用。为验证四棱锥技术的有效性和进一步研究其特点，本文完成了以下工作：研究了四棱锥波前传感技术的不同工作模式和各种改进结构，建立了其数学模型，并与哈特曼波前传感器进行了对比；根据波前传感技术的工作环境，以大气湍流的随机功率谱为基础，对大气进行模拟，作为系统的输入；使用MATLAB进行数值仿真，测试了不同输入下的工作表现，包括单阶泽尼克像差和大气湍流随机相位屏；分别验证了两种工作模式，对非调制模式按泽尼克多项式的模式重构，并对调制模式采用泽尼克多项式的梯度矩阵重构，比较了不同重构方式的精度，和调制半径对检测、重构的影响。仿真结果表明，四棱锥传感技术具有较高的精度，计算简单，光能利用率高，可以适应实际应用。并且，随着调制参数的变化，四棱锥传感器可以以精度为代价提高动态范围，这方便了不同环境下的应用，对于大像差的输入可以选择合适的调制参数。实验方面，结合现有条件，设计了使用空间光调制器作为分光器件的实验光路，给出了玻璃四棱锥加工参数。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44718
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	张彦夫. 四棱锥波前传感技术研究[D]. 中国科学院大学,2014.

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张彦夫.pdf（2185KB）			开放获取	ODC PDDL	请求全文