切割不锈钢板材随切割速度的改变, 板材切割边缘易出现“沾渣”, 影响加工质量; 提出建立一沾渣控制自适应控制线性模型, 利用均匀实验法来采样输出功率与切割速度对于目标函数之间的对应关系; 分析了易速度起伏的大幅度转角判定模式; 试验验证上述策略的可行性, 其结论具有一定的实际实用价值。

提出一种标定Hartmann-Shack波前传感器结构参量的新方法，通过基于Zernike多项式的模式复原算法推导出公式，结合实验手段获得相应数据，处理后得到微透镜阵列到CCD之间的距离.该方法有效改善了以微透镜焦距代替实际参量计算斜率引入较大误差的状况，在降低传感器装配准确度要求的同时，提高了Hartmann-Shack波前传感器的探测准确度.经实验验证该方法在一般实验条件下即可获得满意效果.

为了求解基于微机械薄膜变形镜自适应光学系统的最优模式控制电压，以使系统的入射畸变波前像差降到最小，采用了一种基于改进的奇异值分解闭环实时模式复原算法，可通过调整控制参量g₁，g_θ和W来优化波前复原的复原精度和收敛速度；采用一人眼出射畸变波前像差作为自适应光学系统的原始波前，与现有的几种实时模式复原算法相对比，其在收敛速度和复原精度上都有所改善。结果表明，基于改进的奇异值分解闭环实时模式复原算法，在一定程度上解决了微机械薄膜变形镜由于薄膜面型宽交连值、驱动电极单调但非线性的控制电压求解问题，算法可调整空间大、适用范围也较广。

为了改善小形变量、镜面控制耦合及其影响函数受到光学系统误差等多种因素的影响的连续膜变形反射镜容易出现波前复原控制电压往往超出了可行域范围的问题，提出采用一种基于模拟退火的波前模式复原算法，其原理通过遍历整个可行域搜索域内最佳的模式控制电压组合，使得目标函数以一定概率达到全局最优，从而得到将入射畸变波前像差的影响降到最小的结果。为了验证和比较模拟退火算法的可行性和准确度，采用了任一人眼波前畸变像差作为自适应光学系统的入射畸变波前，得到的残余波前像差小于直接法、闭环迭代算法的复原误差。结果表明，基于模拟退火的波前模式复原算法具有良好的波前复原性能，并且可结合影响函数的非线性特征描述，为连续膜波前复原控制问题提供一种新的解决途径。

为了减少波前探测斜率噪声对基于哈特曼－夏克波前传感器的Zernike复原模式的影响，采用对波前复原矩阵斜率噪声影响的相关分析和线性解耦变换的方法，得到一组基于哈特曼－夏克传感器斜率探测噪声的Zernike最优复原模式，通过合理剔除波前模式复原中易受噪声影响的模式组合，减少了波前测量噪声引起的波前模式复原误差；采用蒙特卡罗随机试验法，验证了一子孔径成方形排布的波前传感器对于波前斜率噪声的受影响程度，仿真结果显示，复原模式系数误差由0．0212λ下降为0．0048λ。结果表明，在剔除部分模式项后，最优复原模式统计优化对于滤除波前斜率探测噪声有一定的作用，提高了波前探测器的探测精度和复原能力。

为求出自适应光学系统的最优校正电压, 提出了一种基于改进奇异值分解的闭环迭代控制算法。该算法可通过调节控制参量g1,g2和w,优化模式的收敛速度, 使控制信号快速收敛到一个可靠的局部最优解。搭建基于微机械薄膜变形镜(MMDM)的自适应光学系统, 测量光学影响函数并验证单个电极电压和镜面变形之间的准平方线性关系, 以及各个驱动器电极响应之间的线性叠加性。分别采用模拟眼和人眼出射波前作为原始波前进行实验。实验结果表明, 改进算法能快速有效地对静态或动态畸变波前进行校正, 为基于MMDM的自适应光学系统提供了算法支持。

为了解决微机械薄膜变形镜的由于整体薄膜宽交连值、单向形变所引起的Zernike模式像差校正能力较低的问题,采用了一种基于主成份分析的波前模式分析方法,方法利用对微机械薄膜变形镜驱动电极影响函数的相关分析,并对新向量组进行了降维处理,得到的模式复原波前基向量有助于减少测量噪声和计算误差的影响.方法对于基于微机械薄膜变形镜的模式控制电压的求解有着重要意义.

波前像差严重影响了人眼正常的视觉质量,引入Hartmann-Shack波前传感器可有效地测量人眼的各阶像差,结合自适应光学中Zernike多项式重建波前的理论.建立人眼波前像差和角膜切削量模型的关系模型,利用准分子激光发射的激光脉冲去除定量的角膜组织,从而改善人眼视觉质量.应用表明,人眼像差测量和由像差引导的准分子激光手术矫正具有明显的临床医学价值.

分析波动光学中人眼像差的产生机理和波前像差的表示方式,着重讨论了Hartmann-Shack波前传感器测量波前像差的原理,结合自适应光学中Zernike多项式重建波前的理论,提出了应用H-S波前传感器测量人眼波前像差的解决方案,使得由波前像差引导的人眼视觉矫正技术能达到一个新的水平.