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37单元自适应光学系统实时波前处理

讨论了37单元自适应光学系统中子孔径排布、CCD相机的图象输出方式及波前处理算法的特点,并介绍了针对系统中帧频为3  (本文共5页) 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

61单元自适应光学系统实时波前处理技术研究

自适应光学系统具有实时探测和校正光学系统中的静态和动态波前误差的能力,从而提高系统的光学质量。但是,为了有效校正大气湍流造成的动态光学波前误差,自适应光学系统必须有较高的空间带宽和时间带宽,即要求自适应光学系统具有足够的子孔径数和校正单元数,以与所需校正的大气湍流的空间特征频率r0匹配;要求自适应光学系统具有足够的时间采样频率和实时波前处理运算能力,以与所需校正的大气湍流的时间特征频率τ0匹配。然而空间带宽越高,要求波前传感器的子孔径数和变形镜的驱动器数就越多,因此造成所需的波前处理运算量就越大;时间带宽越高,要求波前传感器的采样频率就越高,因此不仅造成波前处理的运算量增大,而且要求波前处理运算的延时更小。上述两个问题都对波前处理机的实时性提出了严峻的要求。因此研究提高波前处理运算实时性,减小波前处理机运算延时的方法成为自适应光学系统中的关键问题之一。本文分析了自适应光学系统中波前处理机的任务,波前处理任务的主要运算,以及各任务...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

基于FPGA的自适应光学波前处理算法研究与系统优化

自适应光学系统能够实时校正由大气湍流等因素引起的波前动态误差,使光学系统能够保持最佳的工作状态,快速反应以适应外界变化。该系统一般由波前传感器、波前处理器和波前校正器三个部分组成。其中波前处理器是整个系统的核心部分,它实现了从波前传感器探测信息到波前校正器控制量输出的转换功能。本文在实验室已有的硬件平台上,对波前处理系统的软件应用和算法等方面进行了实现和优化,以满足大口径地基高分辨率成像望远镜对自适应光学系统波前处理规模和高实时性的需求。首先,利用矩阵与向量相乘的可分解性完成高速并行的波前复原计算,在得到第一个子孔径质心偏差数据后即可进行波前复原计算,充分利用了子孔径斜率计算过程中空余行和非子孔径行的读出时间,缩短了波前处理延时。其次,提出基于FPGA的波前控制算法,将波前控制计算分块执行,提高计算效率。并将控制计算与之前的波前复原计算有效的结合,得到第一个误差向量即可同时开始控制计算,避免了等待计算数据时的延迟。再次,对波前处...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

基于GPU的自适应光学系统波前处理算法实时性研究

自适应光学是一门集合了光学、电子学、机械学和控制学等多种专业为一身的新兴技术。应用了自适应光学技术,光学系统中由于变形镜自身面形造成的静态误差和由于大气湍流造成的动态波前像差等都可以得到有效的校正,从而提高系统的成像质量。自适应光学系统的三大组成部分各司其职又相互配合,共同组成一个闭环的控制系统。其中,实时波前处理器需要实时地处理大规模数据运算,与其相关的数据传输和运算产生的延时体现了采用了自适应光学技术的光学系统对动态波前像差的实时校正能力,是自适应光学系统的重要评价指标。本文在实验室已有的硬件平台和算法基础上,对实时波前处理器部分进行了硬件选取和算法改进,并将其成功应用在349单元变形镜自适应光学系统上,为实现大口径地基高分辨率成像望远镜对自适应光学系统在扩大处理规模、减少运算延时和提高成像质量等方面的要求起到了抛砖引玉的作用。本文首先介绍了自适应光学技术的起源和其在各个领域的发展、构成闭环自适应光学的三个组成部分,以及各部...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与光电子学进展》2019年24期
激光与光电子学进展

基于波前梯度平方的自适应光学优化校正算法

为提高随机并行梯度下降(SPGD)算法的波前像差优化校正的收敛速度,从SPGD算法原理出发,分析算法迭代中制约其收敛速度的因素,提出一种基于波前像差梯度平方寻优的随机并行梯度下降算法。通过理论公式推导,分析波前梯度平方和波前...  (本文共9页) 阅读全文>>

《重庆师范大学学报(自然科学版)》2020年02期
重庆师范大学学报(自然科学版)

一类反应扩散方程显示波前解的稳定性

【目的】对于反应扩散方程■,研究关于它的波前解的渐近指数稳定性。【方法】将方程在显示波前解处线性化,利用谱方法得到线性化算子在指数加权空间中的本质谱和除...  (本文共4页) 阅读全文>>

《红外与激光工程》2020年08期
红外与激光工程

大口径多光谱通道波前测量系统设计

随着波前测量技术的发展,具有多光谱通道的大口径波前测量系统成为波前测量领域的研究热点。设计了一种大口径多光谱通道波前测量系统,主要由前置RC缩束系统、调光组件、分光组件和波前传感器等组成,有效口径为450 mm,工作波段为0.5~0.8μm、0.9~1.7μm和3~5μm...  (本文共7页) 阅读全文>>