1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
由于光学平台的结构性谐振以及风吹抖动等因素造成的光轴抖动在很大程度上会降低自适应光学系统的性能, 若采用常规积分控制器对这种高频窄带的扰动信号进行抑制, 收效甚微, 而且有可能将其放大, 使得系统无法正常工作。以实际系统观测数据为基础, 分析了该扰动的频域特性。针对该扰动的峰值频率以及带宽, 借助Smith预测器, 提出了一种稳定高效且易于实施的控制器设计方法, 讨论了控制器参数与其滤波特性之间的关系, 分析了这种控制器对控制对象参数变化的鲁棒性。结果表明, 采用新型控制器可以将由光轴抖动引起的单轴倾斜像差的方差降低约60%, 弥补了常规控制器的不足。
自适应光学 光轴抖动 控制器设计 adaptive optics optical axis jitter controller design 红外与激光工程
2016, 45(4): 0432003
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
利用一个高速多单元哈特曼传感器对旋转相位屏模拟大气湍流的空间特性和时间特性进行了研究.空间特性方面,计算了湍流的大气相干长度和波面的相位空间结构函数,对比了波前的Zernike 系数方差分布.时间特性方面,测量了模拟湍流的Greenwood 频率和时间功率谱,并提出了一种新的计算时间常数的方法——残差均方值法.结果表明旋转相位屏模拟的大气湍流符合Kolmogorov 湍流统计理论.
大气光学 自适应光学 湍流模拟 相位屏 大气相干长度 时间常数 激光与光电子学进展
2015, 52(8): 080101
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
自适应光学系统需要信标光来探测波前信息,不同的信标及波前探测模式对系统的带宽和稳定性等性能指标有较大影响.研究系统的性能对合理设计与评价自适应光学系统具有重要意义.根据系统工作时序以及信标光波特性和波前传感器的曝光读出方式,通过机理分析方法建立了自适应光学系统的传递函数模型.推导了系统有效带宽以及相位裕量的计算公式.研究了系统采样频率与控制器参数对系统性能的影响.结果表明,信标与波前探测模式的不同造成系统时间延迟的不同,从而使得系统带宽和稳定性存在差异.
大气光学 自适应光学 系统带宽 波前探测 系统建模
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
望远镜等光学系统常常受到大气湍流以及内部像差扰动的影响，常规自适应光学系统被证明是消除外部大气湍流引起的像差的有效手段，然而当存在大幅度的内部像差扰动时，问题变得复杂。提出了一种嵌套双自适应光学系统结构，用内部独立嵌套自适应光学系统校正内部像差扰动，用常规自适应光学系统主要校正外部大气湍流扰动。进一步分析对比了它与常规自适应光学系统的校正能力，数值仿真了当同时存在上述两种像差时二者的校正效果。结果表明，合理设计嵌套双自适应光学系统的工作条件可使得在大多数情形下其校正效果优于常规单自适应光学系统，尤其在内部像差扰动相对较大时更加显著。
大气光学 自适应光学 嵌套双自适应光学系统 性能分析 大气湍流
