在惯性约束聚变(ICF)领域, 采用自适应光学(AO)技术进行波前控制是解决ICF激光系统中光束质量问题的重要手段。报道了“神光Ⅲ”原型装置中8套工程化自适应光学系统、未来ICF系统发展所需的大口径可拆卸变形镜(DM)样镜研制以及ICF自适应光学波前控制技术的最新研究进展。8套工程化自适应光学系统在“神光Ⅲ”原型装置上实现了到靶点的全系统静态像差校正, 改善了靶点焦斑能量分布, 验证了校正对打靶时X射线分布的改善效果。所研制的17单元大口径可拆卸变形镜的口径为284 mm×284 mm, 行程大于±6 μm, 谐振频率大于500 Hz。在ICF自适应光学波前控制技术中, 采用了基于哈特曼传感器近场相位测量的控制方法和基于靶室远场的随机并行梯度下降(SPGD)控制方法均能取得良好的校正性能。

运用Noll建议的Zernike多项式形式表征经大气扰动的波面，求出由两个离焦面上的光强分布决定的Zernike多项式的前n项在特定的探测器上的响应矩阵R.由R和输入的随机波面在两个离焦面上的光强分布，可方便地求出其Zernike多项式的系数，从而实现了波前的探测和重构.采用光线追迹的方法，用计算机模拟验证了这种方法的原理和可行性.