导读:本文包含了自适应光学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光学,自适应,算法,研讨会,大气,视场,狭缝。
自适应光学论文文献综述
[1]（2019）在《第四届大气光学及自适应光学技术发展研讨会》一文中研究指出2019年11月10～12日四川成都银河云瑞酒店为了深入探索大气光学特性及光传输物理在激光技术、大气探测和光学遥感等领域中的应用,探讨现代自适应光学技术的发展及其在空间探测和天文观测中的应用,推动大气光学及自适应光学技术的持续快速发展,中国光学工程学会联合中国工程物理研究院、中国科学院光电技术研究所、中国科学院安徽光学精密机械研究所、国防科技大学等单位共同主办,预定于2019年11月上旬在成都市举办"第四届大气光学及自适应光学技术发展研讨会"。届时将聚齐国内本领域多位知名院士、领军专家团队与(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2019年05期）
罗琳,佟首峰,张雷,姚海峰[2]（2019）在《基于自适应光学系统的波前处理算法研究》一文中研究指出波前处理算法对自适应光学系统的工作效率有着重要的影响,是对波前像差进行复原和校正的前提,其中,区域法、模式法、直接斜率法作为自适应光学系统经典算法是当前国内外应用最为广泛的。本文在总结了以上叁种算法的基础上,又介绍了两种改进式算法,快速迭代算法和Zernike模式快速算法,并对比分析了各种算法的优点和不足,对未来算法的改进方向做出展望。(本文来源于《激光与红外》期刊2019年10期）
武兴睿[3]（2019）在《基于PSF重构和改进的最大后验估计的自适应光学图像复原算法》一文中研究指出自适应光学(AO)系统为大气湍流提供实时补偿,但AO图像的对比度通常很差,这会导致图像质量下降。本文提出了一种基于点扩散函数(PSF)重构和改进的最大后验概率(MAP)估计的自适应光学图像恢复方法。首先,结合观测条件和AO系统的特点,建立基于波前相位信息的PSF重构模型;其次,基于本文提出的算法,建立了AO图像的迭代求解公式,实现多帧AO图像联合去卷积过程。为了验证本文算法的有效性,对仿真的退化AO图像进行了一系列复原实验。实验结果表明,以"Man"图像为例,与Wiener-IBD、RL-IBD及FS-MLJD算法相比,该算法的峰值信噪比(PSNR)测度分别提高了6.83%,4.47%和2.28%,拉普拉斯梯度模(LS)值分别提高了22.2%,17.9%和12.1%。本文的研究结果对实际的AO图像恢复具有一定的应用价值。(本文来源于《液晶与显示》期刊2019年09期）
[4]（2019）在《第四届大气光学及自适应光学技术发展研讨会》一文中研究指出2019年11月10～12日四川成都银河云瑞酒店为了深入探索大气光学特性及光传输物理在激光技术、大气探测和光学遥感等领域中的应用,探讨现代自适应光学技术的发展及其在空间探测和天文观测中的应用,推动大气光学及自适应光学技术的持续快速发展,中国光学工程学会联合中国工程物理(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2019年04期）
黄凯,曹进,肖啸,李语强[5]（2019）在《一种激光导引星自适应光学系统中激光上行到达角起伏测量方法的研究》一文中研究指出激光导引星波前倾斜测量问题是限制自适应光学技术在天文领域广泛应用的关键问题之一。测量并改正激光上行到达角起伏是解决这一问题的有效方法。提出一种基于统计平均算法而不依赖自然导引星和辅助望远镜的测量方法,可以有效地测量出激光上行到达角起伏。利用具有子孔径阵列的哈特曼波前传感器对激光信标进行探测,选择部分子孔径进行倾斜量的统计平均以获得激光上行到达角起伏。仿真了统计平均算法的误差随子孔径数量的变化关系。结果表明,最小算法误差相对于望远镜全口径倾斜误差的下降比例与大气相干长度无关,而与望远镜口径有关。望远镜口径越大,算法误差相对于全口径倾斜误差下降越多。当望远镜口径为10 m时,最小算法误差下降为望远镜全口径倾斜误差的33%。(本文来源于《天文研究与技术》期刊2019年04期）
郑联慧,谢芸,纪峰辉,陈江详,郭守章[6]（2019）在《狭缝滤波对自适应光学校正性能影响的实验验证》一文中研究指出搭建了一个光栅光谱仪系统,并在系统中集成了一套自适应光学系统,用于验证狭缝滤波对单阶Zernike像差的校正影响。实验结果表明,相对于传统的自适应光学校正方法,考虑狭缝滤波的影响可以降低自适应光学系统的校正要求,且闭环校正的迭代次数并没有明显增加,为自适应光学校正方法提供参考。(本文来源于《萍乡学院学报》期刊2019年03期）
张云峰[7]（2019）在《无波前传感自适应光学校正的GPU加速研究》一文中研究指出无波前传感自适应光学系统具有良好的波前校正能力,.基于随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法的波前校正技术邑成熟应用于波前畸变校正实验中,并具备成本低、适应环境能力强和搭建方便等优点。但是无波前传感自适应光学系统的校正速度较慢,难以满足波前畸变实时校正的要求。所以在本文中,主要研究利用图形处理器(Graphic Processing Unit GPU)并行计算提升SPGD算法的收敛速度,以提高校正系统的动态相位补偿能力。本文主要工作如下：1、介绍了无波前传感自适应光学系统结构、波前控制算法和光束质量评价指标。使用正交Zemike多项式展开法和功率谱反演法模拟了不同强度的湍流相位屏,进行了光束在大气传输的光学仿真。基于SPGD算法进行了波前畸变的校正仿真，对影响算法收敛速度的因素进行了分析。2、分析了SPGD算法的并行特性,设计了一种SPGD算法并行运算方案,并讨论了并行化SPGD算法计算复杂度的变化。对变形镜电压更新、图像滤波和光斑形心计算等模块采用GPU并行计算实现加速处理,提升了校正速度。进行了仿真校正比较,验证了GPU加速后校正系统的校正能力和速度优势。3、通过室内实验和外场相干光实验验证了 GPU加速的波前校正系统的性能。在室内校正实验中,时间加速比达到了2.5,斯特列尔比(Strehl Ratio,SR)则达到了0.8以上;而外场相干光校正实验中,时间加速比达到了8.6,光斑能量更为汇聚,光束质量得到提升,SR达到0.8以上。结果表明:本文设计的SPGD算法并行运算方案拥有更低的计算复杂度,可应用于无波前传感自适应光学系统中;经GPU加速后,波前校正系统的校正速度得到了有效提升,同时具备良好的校正效果。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30）
林海奇[8]（2019）在《基于模型辨识的自适应光学系统控制技术研究》一文中研究指出自适应光学技术能够实时补偿光在传输过程中由传输介质引起的随机波前畸变,进而被广泛应用天文观测、空间目标观测和激光传输等系统。近年来,随着相关理论和技术的不断发展,自适应光学技术在光通信、医学成像、激光加工等众多领域取得了进一步的应用。波前控制作为自适应光学系统的关键技术之一,直接影响自适应光学系统的波前校正性能。目前,大多数自适应光学系统采用的算法是简单且易于实现的比例积分控制,但是其控制参数调节多依赖人为经验,且控制性能和稳定性难以兼顾。虽然有很多自适应光学控制的算法被提出,如鲁棒控制、预测控制、最优控制等,但大多数局限于理论仿真和实验室研究,离实际应用还存在一定距离,少部分算法实际应用又具有局限性。目前,随着自适应光学应用领域的拓展和对控制性能要求的不断提高,控制算法难以满足实际需求。因此,为了解决自适应光学系统的控制难题,本文提出采用线性二次高斯控制方法。首先,针对线性二次高斯控制需要精度较高的被控对象系统模型问题,本文根据自适应光学系统实际工作情况,提出了基于变量带误差模型的子空间辨识方法。利用自适应光学系统的输入与输出数据,建立了自适应光学系统的状态空间模型。仿真结果表明了所建立的自适应光学系统的状态空间模型准确度高,具有较强的噪声抑制能力和鲁棒性。且该方法还可为其它模型类控制算法提供一种模型基础。其次,本文以自适应光学系统的状态空间辨识模型为基础,采用采用基于状态调节的线性二次高斯控制技术。以最小化残余波前作为线性二次型性能指标,通过最小化二次型性能指标,确定反馈控制规律的增益。根据入射波前的泽尼克多项式扩展形式和变形镜以及波前传感器的线性关系来定义自适应光学系统的状态向量。而针对自适应光学系统的初始状态未知问题,本文利用卡尔曼滤波器和卡尔曼滤波状态对自适应光学系统的状态向量作线性估计。通过求解状态估计和卡尔曼滤波器增益,以及最小化求解二次型性能指标得到的状态调节增益,可以实现自适应光学系统的线性二次高斯闭环控制。数值仿真验证了线性二次高斯控制的可行性和波前校正能力。然后,通过静态波前和动态波前校正实验来验证了线性二次高斯控制的波前校正能力,实验结果与数值仿真结果保持一致,证明了线性二次高斯控制的可行性与有效性。实验结果表明了线性二次高斯控制校正后的各项性能指标都要优于比例积分控制。而且在自适应光学系统的响应速度、光斑抖动的抑制以及系统的稳定性与鲁棒性等方面,线性二次高斯控制表现较为出色。最后,本文通过实验研究了系统噪声和高斯白噪声对自适应光学系统线性二次高斯控制波前像差校正效果的影响。实验结果表明了采用系统近似噪声作为测量噪声的线性二次高斯控制其波前校正效果提升明显。这也从另一方面表明了系统噪声对线性二次高斯控制影响显着,若能准确获取自适应光学系统的噪声统计模型,将有望进一步提高线性二次高斯控制在自适应光学系统的波前像差校正能力。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》期刊2019-06-01）
王勋[9]（2019）在《环形非稳腔板条激光器腔内自适应光学技术研究》一文中研究指出近年来,固体激光器因体积小、质量轻、全电运行和坚固耐用等优点,已成为激光领域的研究热点。随着科学发展和工业需求,高功率、高光束质量和高效率逐渐成为固体激光器所追求的目标。其中非稳腔式固体激光器结构紧凑、器件少、可靠性高,现已成为固体激光器实现功率定标放大的重要技术路线之一。然而固体激光器随着泵浦功率和增益模块数目增加,将产生大量的废热,造成腔内像差急剧变化,严重制约激光输出功率和光束质量。为保持固体激光器的紧凑性,提出了腔内校正像差影响的自适应光学技术需求。本文紧紧围绕环形非稳腔固体激光器及其腔内自适应光学技术开展理论和实验研究。搭建了环形非稳腔Nd:YAG板条激光器,实现了高功率单向激光输出,并且进一步集成了腔内自适应光学系统,显着改善了输出光束质量。论文的主要研究内容分为以下叁个方面:首先,针对现有的Nd:YAG板条激光器的环形非稳腔方案进行了分析,对现有环形腔中倒向波抑制的方法进行了归纳和总结,并结合板条激光器的像差特性和实际应用需求,选取了限孔光阑抑制倒向波的方案;通过求解环形非稳腔的特征光束,建立了限孔光阑尺寸与增益介质中倒向波体积的数学解析关系,定量研究了倒向波抑制对限孔光阑尺寸的要求,并通过实验验证了限孔光阑抑制倒向波的有效性,最终在环形非稳腔板条激光器中实现了高功率单向激光输出。其次,针对环形非稳腔激光模式计算的问题,结合环形腔的实际情况,选取了Fox-Li数值迭代算法进行求解;通过物理光学解决了环形腔内衍射传输的问题,构建了环形非稳腔的数值计算模型,定量分析了腔内倾斜对环形非稳腔输出光束的影响;基于数值计算结果,分析并制定了一种倾斜校正策略,最终通过实验验证了该策略的有效性,提高了环形非稳腔输出功率,抑制了输出光束抖动。最后,根据波前斜率信息利用模式法对腔内像差进行复原,定量研究了该环形非稳腔板条激光器对腔内自适应光学系统的参数要求,并结合现有实验条件,选取了自适应光学系统参数,数值分析了腔内自适应光学校正对输出激光的影响;基于腔内自适应光学校正的数值计算结果,搭建了腔内像差校正实验,验证了环形非稳腔腔内自适应光学校正的有效性,最终在低功率下实现较好的腔内像差校正,将输出光束质量提升到1.61倍衍射极限(β),在高功率下提高了输出功率的同时,提升了激光输出光束质量。通过对环形非稳腔板条激光器的倒向波抑制和腔内自适应光学技术的研究,从理论和实验上证明了此方法的可行性,为非稳腔式固体激光器实现高功率、高光束质量的目标提供一种新思路。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》期刊2019-06-01）
张财华[10]（2019）在《双光子光片显微镜的液晶自适应光学成像研究》一文中研究指出生物荧光显微镜使用特定波长的激发光照射生物组织中的特定对象,使其标记的荧光物质发射荧光,进行结构性和功能性成像。在传统生物荧光显微镜中,整个生物组织的叁维范围都被照射,位于焦平面以外的样本也会发射荧光,一方面影响成像的对比度和分辨率,另一方面会显着增加光漂白效应,使得系统可以连续成像的时间大大缩短。另外,传统生物荧光显微镜的照明光是可见光波段的连续激光,这种激光在生物组织中的传播过程中受到严重的吸收和散射,导致穿透深度很小,难以满足成像需求。为了解决传统生物荧光显微镜存在的以上问题,双光子光片显微镜应运而生。双光子光片显微镜将照明光由可见光波段的连续激光改为近红外波段的飞秒脉冲激光,近红外照明光受生物组织的吸收和散射影响小,使得照明深度增加。照明光在生物组织中聚焦并激发出双光子荧光,激发出的双光子荧光被局限在照明光焦点处而且比照明光焦点区域还要小,焦点以外的荧光不会被额外激发,在此基础上,通过扫描器件对照明光沿横向和照明深度方向进行快速扫描,即可在生物组织处产生双光子光片。因此,双光子光片显微镜的空间分辨率高,光漂白效应很低,逐渐成为活体组织成像的利器。随着脑神经科学领域的发展,生物医学研究人员对双光子光片显微镜的性能提出了更加全面的要求,系统需要在保持高分辨率、低光漂白效应的基础上达到600μm×600μm的成像视场。双光子光片显微镜在横向上的扫描由扫描振镜完成,通过设置其参数可以实现600μm的扫描范围;轴向(照明深度方向)上的扫描是通过超高速变焦透镜(TAG变焦透镜)对照明光光焦度的调节来完成,这种方式虽然能够实现双光子焦点的轴向移动,但是无法达到600μm的穿透深度。另外,由于活体生物组织是非均匀的光学介质,照明光传播至生物组织深处时会受到随机像差的影响而发生波前畸变,导致照明光穿透深度减小,严重减小了双光子光片的有效范围。因此,目前双光子光片显微镜的最大成像视场局限在170μm×170μm的范围内,难以满足全脑神经组织的成像需求。针对以上问题,本论文将自适应光学技术应用于双光子光片显微镜的照明光路中,展开以下研究内容:利用MATLAB对双光子光片的产生过程进行模拟,分析了不同像差对双光子光片厚度和强度产生的影响。结果表明,系统需要探测和校正的Zernike项数应不多于58项,为自适应光学系统的设计提供了基本依据。由于TAG变焦透镜无法实现轴向600μm穿透深度的调节,因此,提出双侧照明的光路结构,使得单侧照明深度要求从600μm降为300μm。但是,TAG变焦透镜仍然无法实现单侧300μm的照明深度,为此,提出利用液晶波前校正器(LCOS)辅助调焦的分区域照明方法:利用LCOS加载离焦像差实现双光子光片在照明深度方向上的移动,形成不同深度处的双光子光片子区域,不同子区域拼接配合成像相机的长时间曝光实现双光子光片在照明深度方向上的扩展,进而实现成像视场的扩展。分区域照明的方法一方面扩展了照明深度,另一方面使得超高速扫描条件下的自适应波前校正和波前探测成为可能。由于TAG变焦透镜的工作频率高达200kHz~400kHz,而波前探测器和波前校正器的工作频率只有1kHz左右,工作频率上的巨大差异使得波前探测和波前校正难以实现。为此,在分区域照明方法的基础上,基于等晕区的概念,提出利用同一个LCOS并行完成视场扩展和分等晕区像差校正的方法:将单侧照明视场分为18个等晕区,每个等晕区大小为100μm×100μm,等晕区在横向上的调节由扫描振镜完成,在轴向上的调节由LCOS加载离焦像差完成,在此基础上,等晕区内的扫描由扫描振镜和TAG变焦透镜完成,等晕区内的像差校正由LCOS完成,实现600μm×300μm范围内的扫描和校正需要的时间为36ms。对LCOS并行完成视场扩展和像差校正进行理论分析,得出LCOS像素数为512×512时即可满足300μm的轴向视场扩展和RMS=1.0λ的生物组织像差校正的需求。同时,提出在照明光路中应用双光子焦点作为探测信标配合解扫描技术的波前探测方法,将同一等晕区范围内的荧光信号进行解扫描迭加,实现探测信噪比的增强。如此一来,虽然扫描速度高达200kHz~400kHz,但是无需进行逐点的像差探测和校正,只需要在等晕区范围内进行一次探测和校正即可,大大降低了波前探测和波前校正的时间频率,使得波前探测器和波前校正器能够在超高速扫描条件下实现像差的探测和校正。对波前探测和波前校正进行实验,发现波前探测仍然无法完成,因为照明光路轴向扫描是通过调节光焦度实现的,而轴向不同位置的光进入哈特曼波前探测器时也会产生不同的离焦像差,使得波前探测发生混乱。因此,必须对波前探测时的轴向扫描方式进行改进。由于生物组织中像差的时间变化频率很低,变化周期以分钟或小时为单位,因此,将波前探测和波前校正分离,提出先探测像差、再存储像差、后校正像差的时序控制方法。像差探测时,关闭LCOS和TAG变焦透镜,利用压电陶瓷驱动器(PZT)带动照明物镜进行焦点的轴向扫描,以100μm×100μm的等晕区为单位进行解扫描波前探测,整个视场内的像差探测完成后再利用LCOS和TAG变焦透镜进行轴向扫描和校正成像。由此程序完成600μm×300μm视场的像差探测需要约200ms,仍然远小于生物组织中像差的变化周期,能够保证在像差不变的情况下完成后续的波前校正。基于以上研究,设计了双光子光片显微镜的液晶自适应光学成像系统,完成了系统光学设计和优化。基于系统结构稳定、便携等因素的考虑,对系统的机械结构进行了优化,优化后的系统集成在750mm×650mm大小的平台上。最后,搭建了整套双光子光片显微镜的液晶自适应光学成像系统,并利用搭建的系统进行自适应探测和校正成像的实验验证。制备了若丹明6G荧光染料染色的斑马鱼活体胚胎样本,实现了照明光路轴向300μm深度的双光子光片视场拼接和像差校正,实现了斑马鱼组织的液晶自适应光学校正成像,校正前后的成像分辨率和信噪比得到了显着提升。本论文属于液晶自适应光学在双光子光片显微镜中应用的开创性工作,通过对生物组织中随机像差的探测和校正形成兼具高时空分辨率、大成像视场、大成像深度、低光漂白的显微成像系统,使得活体生物组织的长时间大视场高分辨率成像成为可能。(本文来源于《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)》期刊2019-06-01）
自适应光学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
波前处理算法对自适应光学系统的工作效率有着重要的影响,是对波前像差进行复原和校正的前提,其中,区域法、模式法、直接斜率法作为自适应光学系统经典算法是当前国内外应用最为广泛的。本文在总结了以上叁种算法的基础上,又介绍了两种改进式算法,快速迭代算法和Zernike模式快速算法,并对比分析了各种算法的优点和不足,对未来算法的改进方向做出展望。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自适应光学论文参考文献
[1]..第四届大气光学及自适应光学技术发展研讨会[J].太赫兹科学与电子信息学报.2019
[2].罗琳,佟首峰,张雷,姚海峰.基于自适应光学系统的波前处理算法研究[J].激光与红外.2019
[3].武兴睿.基于PSF重构和改进的最大后验估计的自适应光学图像复原算法[J].液晶与显示.2019
[4]..第四届大气光学及自适应光学技术发展研讨会[J].太赫兹科学与电子信息学报.2019
[5].黄凯,曹进,肖啸,李语强.一种激光导引星自适应光学系统中激光上行到达角起伏测量方法的研究[J].天文研究与技术.2019
[6].郑联慧,谢芸,纪峰辉,陈江详,郭守章.狭缝滤波对自适应光学校正性能影响的实验验证[J].萍乡学院学报.2019
[7].张云峰.无波前传感自适应光学校正的GPU加速研究[D].西安理工大学.2019
[8].林海奇.基于模型辨识的自适应光学系统控制技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所).2019
[9].王勋.环形非稳腔板条激光器腔内自适应光学技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所).2019
[10].张财华.双光子光片显微镜的液晶自适应光学成像研究[D].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).2019
论文知识图
