自适应光学系统波前复原及波前控制优化技术研究的中期报告.docx

自适应光学系统波前复原及波前控制优化技术研究的中期报告
中期报告
一、研究背景
自适应光学系统是一种基于波前传输理论，利用波前传感器感知光场波前畸变，并结合变形镜件或相位调制器等光学元件实现波前修正的技术，具有极高的应用价值和广阔的应用前景。然而，波前感知的精度和波前控制的效率直接影响自适应光学系统的实际应用效果。因此，本项目旨在研究自适应光学系统的波前复原及波前控制优化技术，提高系统性能，实现更好的应用效果。
二、主要研究内容
1.波前感知算法研究
针对目前波前感知算法中存在的误差积累问题，通过改进现有算法或引入新的算法，提高波前感知的精度和稳定性。当前，我们主要研究基于Shack-Hartmann波前传感器的波前感知算法和基于相位掩模（Phasemask）的波前感知算法。
2.波前复原算法研究
针对自适应光学系统中变形镜件的形状以及光学元件的调制特性对波前修正精度的影响，综合考虑光场传播模型和光学元件特性，使用逆传播算法进行波前复原，以达到最优波前修正效果。
3.波前控制优化算法研究
针对自适应光学系统中自适应镜片的位移和电压响应速度等因素对波前控制效率的影响，开展基于Kalman滤波的自适应波前控制算法研究，实现波前控制时间的优化和波前控制精度的提高。
三、预期研究结果
1.设计出高精度、高效率的自适应光学系统波前感知算法，使波前感知误差降低至小于1/10波长。
2.设计出高精度、高效率的自适应光学系统波前复原算法，能够取得更优的波前修正效果。
3.设计出自适应光学系统波前控制优化算法，并实现波前控制时间的快速化和波前控制精度的提高。
四、进展情况
目前我们已经完成波前感知算法的设计与实现，实现了基于Shack-Hartmann波前感知算法和基于相位掩模（Phasemask）的波前感知算法，可以有效感知光场中的波前畸变。同时，我们还完成了一些初步的波前复原算法的研究，并通过仿真分析得出了一些有关波前修正效果的初步结论。
接下来，我们将重点开展波前复原算法的优化研究，同时进一步探讨波前控制优化算法的实现方案，并尝试在实验室中验证算法的效果，力求取得更有实际应用价值的研究成果。