导读:本文包含了波前传感器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:传感器,光学,自适应,算法,测量,视场,曲率。
波前传感器论文文献综述
王黄铭,朱磊,孔林,张兰强,饶长辉[1]（2019）在《大视场相关夏克-哈特曼波前传感器图像快速匹配算法》一文中研究指出针对地基太阳多层共轭自适应光学系统的波前斜率实时测量计算量大的问题,本文基于多核CPU提出了一种细粒度并行化快速图像匹配算法,在计算量优化方面,设定阈值预先淘汰一些不可能匹配的位置,减小搜索区域,并运用改进的积分图法减少计算量;在并行优化方面,通过均衡各分支结构间的负载来加快计算速度。经实验验证,在4核CPU下,本文提出的算法平均每帧图像匹配耗12.94毫秒,较传统算法提高了6.7倍,保证准确率的同时提高了实时性。(本文来源于《电子设计工程》期刊2019年20期）
郭宋明,杨帆,张楠,卢佳琦,崔建丰[2]（2019）在《基于Hartmann-Shack波前传感器的Nd:YAG激光器热焦距测量》一文中研究指出采用Hartmann-Shack波前传感器搭建光路,对LD侧面泵浦Nd:YAG激光器进行热透镜效应的实验测量。将He-Ne光作为探测光,利用Hartmann-Shack波前传感器对Nd:YAG晶体在不同泵浦电流下的波前畸变进行测量,通过波前信息重构分析,根据激光波前峰谷值及焦距关系,计算LD侧面泵浦Nd:YAG激光器的热透镜焦距,从而得出对应泵浦电流下的热焦距及其变化。结果表明,利用Hartmann-Shack波前传感器可对Nd:YAG激光晶体的热焦距进行实时测量。(本文来源于《沈阳理工大学学报》期刊2019年05期）
何宇龙,宁禹,姜宗福,孙全,张明[3]（2019）在《动态调制型光场相机波前传感器的数值仿真》一文中研究指出光场相机波前传感器是一种新型的波前传感器,具有视场大、动态范围大的优势,但由于存在信号饱和现象,光场相机的线性度和波前传感精度较低。利用动态调制提高光场相机的线性度和波前传感精度,理论分析了光场相机波前传感的原理与特性,利用MATLAB软件对光场相机在动态调制时的波前闭环校正效果进行数值模拟,并与无调制光场相机的模拟结果进行对比分析。仿真结果表明:光场相机在动态调制时的测量精度高,校正效果较好,校正后远场光斑的斯特列尔比大于0.8,波前传感性能优于无调制光场相机。(本文来源于《光学学报》期刊2019年07期）
王志勇[4]（2019）在《基于大视场夏克—哈特曼波前传感器的白天大气视宁度和风速分层测量技术研究》一文中研究指出为了满足天文学家对太阳等扩展目标的大视场高分辨力成像观测需求,太阳多层共轭自适应光学(MCAO:multi-conjugate adaptive optics)技术近年来成为自适应光学研究领域的热点之一,其利用大气湍流的垂直高度分布信息,控制多个变形镜对大气湍流进行分层校正,从而获得太阳活动区大视场高分辨力校正效果。因此,实现太阳MCAO的基础和前提是获得大气湍流分层统计特性,实质是获得与太阳MCAO系统校正带宽有关的大气湍流特性参数,包括大气等晕角、大气相干时间、Greenwood频率和Tyler频率等。进一步地,这些大气湍流特性参数又与大气湍流分层后不同高度的大气视宁度和不同高度的大气风速密切相关。因此,本文瞄准太阳MCAO技术的具体应用需求,基于云南天文台抚仙湖太阳观测站(FSO:Fuxian Lake Solar Observatory)的1米新真空太阳望远镜(NVST:new vacuum solar telescope),以及大视场夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS:ShackHartmann Wavefront Sensor),开展白天大气视宁度分层测量技术和白天大气风速分层测量技术研究,重点开展大气视宁度和风速分层测量技术的算法改进、仿真验证以及实验分析工作。首先,介绍了大气湍流特性和大气湍流分层测量原理。介绍了在湍流问题研究中处于统治地位的Kolmogorov湍流统计理论,包括其折射率起伏统计特性和相位扰动统计特性。之后介绍了Kolmogorov湍流情况下的主流大气湍流分层测量技术,包括Scintillation Detection and Ranging(SCIDAR)、SLOpe Detection And Ranging(SLODAR)以及Solar Differential Image Motion Monitor Plus(S-DIMM+)。针对用于白天大气湍流分层测量的导星具有二维扩展结构的特性,提出将SDIMM+用于大气视宁度分层测量研究;考虑到S-DIMM+无法测量风速以及导星斜率数据获取的便利性,提出将SLODAR用于大气风速分层测量研究。接着,基于抚仙湖太阳观测站的一米太阳望远镜NVST和37单元大视场SHWFS,开展大视场SHWFS数据预处理及波前斜率提取提取技术研究。瞳面旋转是地平式望远镜Coudé焦点和折轴Cassegrain焦点必须面临的问题,使得SHWFS相机靶面图像发生旋转,进而引起用于计算白天大气湍流分层测量的导星存在发生旋转,导致不同时刻同一导星之间具有不同方向基准,最终对大气湍流分层测量算法造成潜在的不利影响。因此瞳面旋转补偿是大视场SHWFS数据预处理的必须步骤。根据地平式太阳望远镜NVST的光学系统设计,提出基于转台的瞳面旋转补偿。对瞳面旋转进行补偿后,在AO系统开环状态下SHWFS采集的太阳图像仍然会受到相机噪声以及光学系统中光的非均匀性等因素的影响,由此有必要进一步对太阳图像进行平暗场处理。此外,因为37单元大视场SHWFS采集的太阳目标图像具有二维扩展结构,如太阳黑子或太阳米粒,以及望远镜spider结构会导致SHWFS子孔径之间的对比度存在明显差异,因此互相关算法将被用于导星波前斜率提取。再次,基于S-DIMM+提出了一种改进的白天大气视宁度分层测量技术。SDIMM+能够用于白天大气视宁度分层测量,但是大气分层数目受到波前传感器子孔径排布限制而变得固定。子孔径阵列数量较少的波前传感器将导致一个稀疏的高度网格,进而导致强湍流层的位置无法被准确评估且每层湍流强度易被高估。为了解决这个问题,本文提出一种改进S-DIMM+方法,其通过迭代的方式对不同高度空间范围内的白天大气视宁度进行分层测量,每次迭代过程中大气分层数目固定,且后一次迭代测量的高度范围低于于前一次测量结果,最终所有迭代结果被结合为一个新的具有更密和更均匀分布高度网格的视宁度廓线。改进SDIMM+方法能够突破传感器硬件对大气视宁度分层数目的限制,减少稀疏高度网格导致的湍流强度高估,显着提高大气视宁度分层测量结果准确性。改进方法通过不同的大气湍流模型进行仿真测试,仿真结果表明改进S-DIMM+能够更为理想地评估输入大气模型。进一步地,基于NVST采集的AO系统开环状态下的太阳图像数据序列,评估云南抚仙湖观测站上空的大气视宁度垂直高度分布。7×7的大视场SHWFS用改进S-DIMM+产生了一个16层且高达15km的高度网格,相邻两层的垂直高度间隔为1km。基于改进方法的实验结果表明大气湍流可分为3个部分:位于0-2km的地表层、位于3-6km的中间层以及≥7km的高层。最后,基于SLODAR提出了一种改进的大气风速分层测量技术。SLODAR是一种基于导星波前斜率且被广泛应用于夜间大气视宁度分层测量的技术;此外,通过在时间延迟互相关图中追踪与湍流层相对应的互相关峰的移动快慢和方向,SLODAR能够测量对应湍流层的风速和风向。然而这种风速测量方法仅对可被单独分离的互相关峰有效,但在许多情况下,在时间延迟互相关图中很难被找到不同湍流层对应的孤立互相关峰,导致无法对每层风速和风向进行测量。为了解决这个问题,本文提出了一种测量每个湍流层风速和风向的改进方法,其通过追踪二维(2D)互相关图中不同方向上一维切片曲线上的一系列互相关峰,最后根据冻结流动假设来评估每个湍流层的风速和风向,改进方法甚至对于弱响应的互相关峰也有效。改进方法通过不同大气湍流模型进行仿真测试,仿真结果表明改进方法能够实现对每层大气的风速和风向测量。进一步地,进一步地,基于NVST采集的AO系统开环状态下的太阳图像数据序列,评估云南抚仙湖观测站上空的大气风速和风向垂直高度分布,测量高度范围为0–12km。实验结果表明,所有层的风速都具有一个相对较小的值(<10m/s)。本文针对太阳MCAO技术的具体应用需求,重点开展白天大气视宁度分层测量技术和白天大气风速分层测量技术研究,在国内和国际上都属于开创性的成果,对推动我国大气湍流分层测量技术的发展具有重要研究意义和参考价值,为进一步开展多层共轭自适应光学系统的研究打下了基础。(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）
魏文举[5]（2019）在《一种空间采样率可变的哈特曼波前传感器的研究》一文中研究指出在天文自适应光学中,观测条件是不断变化的。当观测条件良好时,高采样率的哈特曼波前传感器具有更高的测量精度;而当观测条件恶劣时,低采样率的哈特曼波前传感器才能实现对目标的有效探测。然而,经典的哈特曼波前传感器实现变采样率测量的途径还不多,且存在一些不足。经典的哈特曼波前传感器采用平面波进行标定,这不利于其实现变采样率测量。本文对采用球面波标定的哈特曼波前传感器(简称“球面哈特曼传感器”)展开了研究,并且提供一种实现变采样率的方案。本文对球面哈特曼传感器实现变采样率的诸多细节进行了讨论,分析了变采样率对球面哈特曼传感器的主要性能参数的影响,然后根据光波传播的角谱理论建立了球面哈特曼传感器的MATLAB数值仿真,并对球面哈特曼传感器的性能进行了讨论。最后,本文搭建了球面哈特曼传感器的简易实验平台,分别在强光环境和弱光环境下利用球面哈特曼传感器实现了变采样率测量。在强光环境下,球面哈特曼传感器的绝对测量精度(残差的RMS)优于1/25(λ=635nm),相对测量精度(残差的相对RMS)小于9%。在弱光环境下,球面哈特曼传感器通过降低采样率成功提高了测量精度,验证了球面哈特曼传感器可以通过变采样率提高对不同观测条件的适应能力。(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）
林娇玲[6]（2019）在《轨道角动量光束无波前传感器自适应光学修复技术研究》一文中研究指出涡旋光束作为一种携带有轨道角动量(orbit angular momentum,OAM)的光束,目前在通信系统中获得广泛关注。涡旋光束能够有效提高通信带宽的利用率。但是,在涡旋光束无线光通信系统中,大气湍流会引起光束波前相位的畸变,进而影响接收端的探测与解调,影响通信系统性能。因此,大气湍流修复技术是涡旋光束无线光通信系统的关键技术之一。无波前传感器的自适应光学系统利用优化算法寻找最佳修复相位,虽然减轻了系统的复杂度,但从通信角度出发,仍然需要提高系统的实时性。本文通过深入研究自适应光学优化算法相关问题,提出改进算法并结合OAM光束特性分析改进算法性能,以期从算法速度方面保证算法的实时性。主要工作及成果如下:(1)设计了一种基于逐步增益系数的随机并行梯度下降算法(stochastic parallel gradient descent algorithm,SPGD)的无波前传感器自适应光学补偿(wavefront sensor-less adaptive optics,WSAO)算法,该算法利用逐步增益系数变化的方式扩展了SPGD算法中增益系数的取值,提高算法的稳定性。(2)设计了一种基于改进SPGD的WSAO补偿方案。深入研究分析基于泽尼克多项的模式法(Model-SPGD)与基于变形镜子镜的区域法(Zonal-SPGD),分别对两种算法的优点与缺点进行分析评估,通过将引入低频扰动的Model-SPGD与引入高频扰动的Zonal-SPGD结合,提出MZ-SPGD算法方案,并通过仿真验证其稳定性与有效性。(3)将BP(back-propagation,BP)神经网络用于最优化算法的初值预测,设计系统框架,设计BP神经网络的输入输出及算法流程。通过仿真,从BP神经网络性能以及涡旋光束的修复效果两个方面对算法进行评估,验证BP神经网络的性能及该改进算法在不同大气湍流下修复的稳定性及有效性。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-26）
徐其峰,陈波[7]（2019）在《光栅型波前曲率传感器光斑自动定位提取算法》一文中研究指出针对光栅型波前曲率传感器,提出一种基于最大类间方差法和质心法相结合的光斑自动定位提取算法,并进行了实验验证。使用最大类间方差法对原始光强分布图像进行二值化;根据质心坐标对二值化图像进行分割,得到两幅含有单个光斑的二值化图像;分别计算两幅图像的质心坐标,作为原始光强图像中的两个光斑中心,并在原始图像中进行光斑提取。搭建了基于离轴菲涅耳波带片的光栅型波前曲率传感器实验装置,采用上述方法自动提取光斑,采用拉普拉斯算子本征模式法进行波前复原,并与哈特曼波前传感器的测量结果进行了比较。研究结果表明该算法能够自动提取光栅型波前曲率传感器的光斑,定位误差小于4pixel。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年22期）
刘瑶[8]（2019）在《光场传感器重建波前相位的仿真研究》一文中研究指出激光在湍流大气中传输时会受到各种因素的干扰,这会造成光束波形发生畸变。为了使光束传输的质量得到提高,通常利用自适应光学(Adaptive Optics,AO)系统来对畸变的光束进行测量和校正。波前传感器是构成AO系统的主要部分之一,能够对波前误差进行探测。传统的夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)波前传感器适用于弱湍流的情况,当遇到较强的湍流时,其将不能对波前进行有效的测量。本文研究的光场传感器可以适用于强湍流的情况,利用光场映射及逆映射的方法对图像传感器采集到的光场图像进行处理,从而有效重建入射激光束的波前相位信息。本文主要采用仿真的方法对光场传感器重建波前相位的性能进行了研究,做了如下的研究工作:一、首先对几种传统波前传感器做了分析和研究,对其结构设计和工作原理以及重建算法都做了详细的说明,并对其各自的特点及局限性做了比较和介绍。然后针对光场传感器的硬件结构及设计原理进行了详细的介绍,并列举了一些情境下光场传感器的工作过程,与夏克-哈特曼传感器的探测过程做了比较和分析,展示了光场传感器的优势之处。二、利用软件仿真的方式对光场传感器重建波前相位的能力进行了研究,仿真采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FF,T)算法模拟波的传播和衍射效应,利用Zernike多项式模拟像差,根据相应的光场映射及逆光场映射理论,进行波前重建。介绍了Zernike多项式展开法构造湍流相位分布的方法,并重点分析了光场映射及逆光场映射方法的理论过程。叁、仿真模拟了单阶像差波前重建的过程,计算了前22项像差波前相位重建的均方根(Root Mean Square,RMS)误差,并对初级像差和二级像差的RMS相位重建误差做了比较,结果发现二级像差的RMS相位重建误差大于相对应的初级像差,选取Z5与Z13,Z8和Z16项的重建结果进行了详细的分析。四、仿真研究了复合像差的波前相位重建情况,将低阶复合像差和相对应的高阶复合像差的RMS相位重建误差做了比较。并对2-22项组合的不同权重系数的复合像差重建情况进行了分析,仿真模拟了多组复合像差的重建过程。研究表明:光场传感器在较强湍流情况下可以有效的重建复合像差的相位波前,且低阶复合像差的重建效果要好于高阶复合像差,RMS误差的大小与复合像差中高低阶次像差的权重大小有关系。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
彭常哲,唐锋,王向朝[9]（2018）在《基于圆形通光孔径改进型哈特曼掩模的波前传感器》一文中研究指出多波前横向剪切干涉技术是一种采用衍射元件对待测波前进行剪切并形成干涉的波前测量技术。由于其采用共路系统,无需参考光束,所以具有结构集成度高、抗环境干扰能力强、动态范围大等优势。以改进型哈特曼掩模(MHM)为代表的四波横向剪切光栅可将入射待测波前分为具有横向错位的四束光波,并发生干涉,干涉图中同时包含有两个正交方向上的差分波前信息。MHM是由振幅光栅和棋盘型相位光栅组成的混合光栅结构,其衍射场中偶数级次和±3的倍数级次均被抑制,使得±1级衍射光占据绝大部分能量。但是±5、±7等较高级次衍射光仍然存在,影响了干涉图的对比度,并在相位提取时引入了差分波前误差。(本文来源于《第十七届全国光学测试学术交流会摘要集》期刊2018-08-20）
樊红英,张浩,赵琦,蒋泽伟,贾静[10]（2018）在《基于H-S波前传感器的高能激光材料热效应参量测试》一文中研究指出为了实现高能激光材料热效应参量的在线测试,设计了一套50mm口径的测量装置。装置采用准直He-Ne激光为光源,准直光经激光材料后的光程差用Hartmann-Shack波前传感器检测。根据波像差分解理论及波前变换关系,获得了高能激光材料热效应参量。分析评估了装置的扩展测量不确定度,对影响测量不确定度的系统参量进行了校准,最后设计并完成了测量不确定度对比验证实验。结果表明,系统波前畸变测量不确定度为0.06λ,30m~120m范围热焦距的扩展测量不确定度为8.4%。该系统能有效地用于高能激光材料热效应参量的在线测试。(本文来源于《激光技术》期刊2018年02期）
波前传感器论文开题报告
（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：
采用Hartmann-Shack波前传感器搭建光路,对LD侧面泵浦Nd:YAG激光器进行热透镜效应的实验测量。将He-Ne光作为探测光,利用Hartmann-Shack波前传感器对Nd:YAG晶体在不同泵浦电流下的波前畸变进行测量,通过波前信息重构分析,根据激光波前峰谷值及焦距关系,计算LD侧面泵浦Nd:YAG激光器的热透镜焦距,从而得出对应泵浦电流下的热焦距及其变化。结果表明,利用Hartmann-Shack波前传感器可对Nd:YAG激光晶体的热焦距进行实时测量。
（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。
波前传感器论文参考文献
[1].王黄铭,朱磊,孔林,张兰强,饶长辉.大视场相关夏克-哈特曼波前传感器图像快速匹配算法[J].电子设计工程.2019
[2].郭宋明,杨帆,张楠,卢佳琦,崔建丰.基于Hartmann-Shack波前传感器的Nd:YAG激光器热焦距测量[J].沈阳理工大学学报.2019
[3].何宇龙,宁禹,姜宗福,孙全,张明.动态调制型光场相机波前传感器的数值仿真[J].光学学报.2019
[4].王志勇.基于大视场夏克—哈特曼波前传感器的白天大气视宁度和风速分层测量技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所).2019
[5].魏文举.一种空间采样率可变的哈特曼波前传感器的研究[D].中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所).2019
[6].林娇玲.轨道角动量光束无波前传感器自适应光学修复技术研究[D].北京邮电大学.2019
[7].徐其峰,陈波.光栅型波前曲率传感器光斑自动定位提取算法[J].激光与光电子学进展.2019
[8].刘瑶.光场传感器重建波前相位的仿真研究[D].中国科学技术大学.2019
[9].彭常哲,唐锋,王向朝.基于圆形通光孔径改进型哈特曼掩模的波前传感器[C].第十七届全国光学测试学术交流会摘要集.2018
[10].樊红英,张浩,赵琦,蒋泽伟,贾静.基于H-S波前传感器的高能激光材料热效应参量测试[J].激光技术.2018
论文知识图
