四棱锥波前传感技术数值仿真和重构研究.pdfVIP

第41卷第2期 光 学 技 术 Vo1．41No．2 2015年 3月 OtYIICALTECHNIQUE March 2015 文章编号 ：1002—1582(2015)02—0101—05 四棱锥波前传感技术数值仿真和重构研究 张彦夫 ，王建立 ，吴元昊 ，崔博川 ， (1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 ，吉林 长春 130033) (2．中国科学院研究生院，北京 100049) 摘 要：介绍了四棱锥传感技术的基本原理和数学模型。当以调制模式工作时，可计算复原矩阵或梯度矩阵。分 析了调制半径在不同像差条件下对复原速度和精度的影响，对无调制模式采用复原矩阵进行了仿真，并与调制模式进行 了对比。实验结果表明：无调制状态下，经过校正，残差 RMS可减至0．05，调制状态下，梯度矩阵重构效果较好，残差 RMS可减至0．02；对大像差的输入信号，调制模式的精度和速度都优于无调制模式。结果表明，四棱锥波前传感技术具 有高速度、高精度和灵活的工作模式，是一种先进的波前传感技术。 关 键 词：自适应光学；波前重构；四棱锥传感技术；调制模式 中图分类号：TN201；0438 文献标识码：A Numericalsimulationandreconstructionofpyram idwave-frontsensor ZHANG Yanfu ，W ANG Jianli，WU Yuanhao ，CUIBochuan， (1．ChangchunInstituteofOptic，FineMechanicsandPhysics， ChineseAcademyofScience，Changchun130033，Jilin，China) (2．UniversityofChineseAcademyofSciences．Beijing100049，China) Abstract：TworeconstructionmatrixesbasedonZernikePolynomialsandtheirgradientarecomparedrespectivelyin reconstructionofmodulationpyramidwave-frontsensor(FlⅥ下S)，theeffectofmodulationradiusonthereconstructi0n speedandprecisioniSanalyzed，andnon-modulationP iSsimulatedasacomparison．Theresultsshow thattheresid— ualRMSofnon-modulationPWFSiS0．05，andtheresidualRMSofmodulationPWFSwithagradientmatrixiS0．02． Forbigaberration，modulationPWFSworksfasterandmoreprecisethannon-modulationPWFS．Thenumericalsimula— tionprovesthatPWFSasanew wave-frontsensori8bothpreciseandflexible． Keywords：adaptingoptics；wave-frontreconstruction；pyramidwave-frontsensor；modulation 传感器的局限性在于动态范围较小，子孔径 内光强 0 引 言 受透镜阵列尺寸限制 。1996年，Ragazzoni提出了 大气扰动对地基大 口径望远镜的影响是 自适应 一 种新的探测方法