專利名稱：基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自適應光學成像系統，特別是一種不需要波前相位探測器，低成本，基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統。
背景技術：
大氣湍流的動態擾動不僅使望遠鏡所觀測到的星體目標不斷抖動，而且還不斷改變成像光斑的形狀，因此，大氣湍流成為限制地面望遠鏡分辨能力的重要因素。自適應光學技術能夠實時測量并且校正受到大氣湍流擾動的光學相位波前，使接收光學望遠鏡能夠獲得接近衍射極限的目標像，因此自從20世紀80年代以來，自適應光學技術在天文觀測，激光傳輸等領域就得到廣泛的應用。一個典型的用于星體目標成像補償的自適應光學系統包括波前探測、波前重構和波前校正三部分組成，其中波前探測器最常利用的是哈特曼波前傳感器，如中國科學院光電技術研究所的61單元星體成像補償系統，美國林肯實驗室的SWAT系統，以及歐洲的Come-On系統都采用哈特曼波前傳感器。但是，哈特曼波前傳感器，通常采用微透鏡陣列分割光束孔徑，并將入射光聚焦到光電探測器(通常為CCD)的光敏靶面，或者通過一轉像系統將微透鏡的焦面光斑圖象成像于光電探測器光敏靶面。這類哈特曼傳感器的有以下缺點微透鏡陣列與CCD的耦合技術比較復雜，微透鏡陣列的微透鏡單元的焦距誤差不一致會影響傳感器精度，光子利用率和量子效率較低，因此難以對非常暗的天體目標進行有效的成像；測量前，必須用平行光束對哈特曼波前傳感器進行定標，在系統中，必須保證哈特曼波前傳感器子孔徑布局與變形鏡驅動器布局按照一定關系對應，否則會影響到控制算法乃至整個控制系統的穩定性，這也帶來了調試難困難。更不能忽視的是，用于天文觀測的高精度的哈特曼波前傳感器的價格相當昂貴，而且哈特曼波前傳感器的通用性很差，不同的星體成像自適應光學系統常需要不同的哈特曼傳感器，很難批量化生產。
另外，在大氣湍流特別嚴重的條件下使用這種典型自適應光學系統進行星體成像時，星體目標就不能再視為點目標，而必須作為擴展目標看待，因此，從星體目標來的光并不能等效為來自同一個點，而是來自一個個不同的區域。這些小區域可分別視為一個等暈區，所以從星體來的光束就會經歷不同的大氣湍流區域，因此所經受的波前相位和幅度畸變就會不同。然而，我們利用哈特曼波前傳感器測量的卻是這些具有不同點擴散函數的光束的集合，控制變形鏡產生一個與這些光束的波前相位共軛的波前相位，補償整體相位畸變。這種方式由于沒有直接針對來自星體目標不同等暈區的光波分別進行共軛處理，難以得到接近衍射極限的星體目標像。
發明內容
本發明的技術解決問題克服現有的典型的星體目標成像補償自適應光學系統價格昂貴，調試困難，在強的大氣湍流背景下受非等暈誤差影響嚴重，以及難以在弱光條件下對星體目標有效探測和成像的缺點，提供了一種調試方便，低成本，能有效消除信標非等暈誤差，并且在弱光條件下也能對星體有效探測和成像的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統。
本發明的技術解決方案是基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，主要包括接收望遠鏡系統、反射變形鏡、分光鏡、高速數字處理機、高壓放大器、主控計算機、雪崩二級光管、像增強CCD相機，從星體目標來的光經過接收望遠鏡系統的主鏡和次鏡后，再被目鏡變成平行或接近平行的光線，這束光線經過反射變形鏡后，入射到分光鏡上被分成兩束，一束被透鏡聚焦并入射到放置在透鏡焦平面像增強CCD相機上，再經主控計算機內置的圖像采集系統把像增強CCD相機上探測的圖像信息傳輸到主控計算機上，供觀測監控；另一束被聚焦透鏡匯聚在其焦平面的雪崩二級光管上，把雪崩二級光管探測到的光子信號作為內置在高速數字處理機的控制算法要優化的目標函數，按照最大化目標函數的原則，高速數字處理機執行遺傳控制算法，最后高壓放大器把經過高速數字處理機迭代運算得到的最優的多路電壓信號施加到反射變形鏡上的各個驅動器上，控制反射變形鏡產生與來自星體目標的光束波前共軛的波前，校正掉星體目標的光束波前的各種像差，此時在主控計算機監視器上就能夠得到清晰的星體目標圖像。
所述的遺傳控制算法為一種具有全局尋優能力的遺傳算法，實現如下(1)首先隨機生成包含一定數量個體的種群(個體數量30-100)，本發明中每個個體分別對應作為諧振腔端鏡的變形鏡的一個面形，變形鏡面形由變形鏡后面驅動器上施加的電壓值決定；(2)初始化種群后，需要對種群中個體進行編碼操作，編碼可以通過二進制編碼，也可以通過實數編碼，編碼后的個體稱之為染色體。本發明采用實數編碼的編碼方式；(3)編碼后，計算每個鏡面個體的對應的適應度，適應度是用來衡量種群中每個個體可能達到或接近于最優解的優良程度，個體適應度越大，就越逼近最優解，它被選出參與后期交叉操作與變異操作的概率就越大，本發明以雪崩二級光管探測到的光強信號作為遺傳算法的要優化的適應度函數；(4)在各個個體的適應度被計算出來以后，全局遺傳算法根據與適應度成正比例的輪盤賭選擇方式進行選擇操作，接著再按照一定的交叉概率(0.5-0.99)以單點交叉的方式對種群中被選擇出來的個體兩兩進行交叉操作，然后再按照一定變異概率(0.001-0.9)對種群中的部分個體本身進行變異操作。選擇、交叉和變異操作是全局遺傳控制算法的三個最主要的操作，它們一起決定了全局遺傳控制算法的全局尋優性能和收斂能力；(5)遺傳算法每經過以上4個步驟執行一次，就會產生一個新的種群。遺傳算法不斷迭代執行以上4個步驟，直到算法滿足預先設定的中止條件。
本發明的原理是采用鍍高反射膜系的反射變形鏡作為固體激光器諧振腔的端鏡，反射變形鏡由遺傳算法控制，把輸出光束經過聚焦透鏡聚焦在焦平面上，再把焦平面上探測到的信號作為遺傳算法要優化的目標函數，使變形鏡朝著讓目標函數優化的方向產生相應的變形量。通過控制反射變形鏡上各個驅動器的電壓，改變變形鏡的表面形狀，產生相應地相位補償量，補償掉諧振腔中地各種像差，從而使諧振腔的結構發生變化，自適應地抑制高階模式產生，而創造利于產生基模激光的諧振腔條件，輸出光束質量良好地基模激光。
本發明的原理是本發明在不需要利用人造信標光的前提下，利用星體目標本身發出的光作為信標光，以成像系統焦平面上的雪崩二極管為探測器件，實時探測入射到探測器上的信標光的光子信息；以光子信號作為系統控制算法，也即遺傳算法的優化目標，利用高速數字處理機計算出變形鏡補償信標光中各種波前像差所需要的電壓信號，再經過高壓放大器放大，施加到變形鏡的各個驅動器上，實時完成閉環校正，其中主控計算機既用來作為成像系統的監控設備，供觀測成像效果，又用來運行管理高速數字處理機的軟件，而遺傳算法的計算則在高速數字處理機中完成。
本發明與現有技術相比有如下優點(1)基于直接波前探測技術的典型的星體目標成像補償自適應光學系統在利用哈特曼波前傳感器進行波前測量時需要經過波前相位分解、波前斜率計算、波前相位重構三大過程，計算過程比較繁瑣，如圖5所示，本發明采用的是基于像清晰化原理的自適應光學技術，是一種間接波前探測技術，利用雪崩二極管直接探測光子信號，再利用光子信號的強度信息進行閉環控制；因而回避了測量波前的繁瑣過程；并且整個系統的造價也大為降低；(2)已有的典型的星體目標成像補償自適應光學系統如圖4所示，系統中必須保證哈特曼波前傳感器的位置與變形鏡的位置成物像共軛關系放置。但是，在實際中，特別是在大型光學系統中，要精確確定出這兩個共軛位置是特別困難甚至不可能的，本發明不需要測量波前相位，因而沒有必要確保變形鏡與探測器之間的共軛關系，大大簡化了系統調整過程；(3)本發明采用的雪崩二極管利用硅的高量子效率和雪崩內增益放大，相對于一般的以CCD靶面為成像載體的光電探測器，具有光能利用率高，能對弱光等級星體進行有效探測的優點；相對光電倍增管，本發明采用的雪崩二極管又具有量子效率較高的優點；(4)本發明不需要采用人造信標光，結合雪崩二極管高量子效率和高靈敏度的優點，能直接利用成像星體目標自身作為信標，利用其自身發出的光作為信標光，這種方式可以消除采用人造信標光帶來的非等暈誤差，以及降低了采用人造信標所帶來的困難和成本；(5)本發明在焦點平面上雪崩二極管的前面設置一個孔徑光闌，再把雪崩二極管所探測到的光子信號的強度信息作為系統優化函數，根據一定的度量指標，如果觀測的擴展目標相對較大，就選擇較小的光闌直徑，反之如果觀測的擴展目標相對較小，就選擇較大的光闌直徑，通過這樣的方式有針對性地選擇光闌的直徑，可以有效地過消除來自星體目標不同等暈區的光波所帶來的信標非等暈誤差。這樣就能夠保證反射變形鏡所產生的校正波前是與信標光波前完全共軛的，就能精確校正掉信標光中的像差，使星體目標能夠高分辨率成像；(6)本發明采用的反射變形鏡為鍍高反射率膜系的壓電式反射變形鏡，這種變形鏡諧振頻率高達104Hz級，響應時間小于1毫秒，位移分辨率可以達到10nm量級，動態行程范圍達到幾個微米，它不僅能夠校正低階像差，也能校正高階像差，這就克服了諸如雙壓電變形鏡這類主動像差補償器件空間分辨率低，難以校正高階像差的缺點，也克服了其它一些被動的像差補償元件，如相位共軛器件的調試困難，以及增加系統復雜性的缺點。
圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明所用的變形鏡的結構圖；圖3為本發明所采用的控制算法即遺傳算法的流程圖；圖4為現有星體成像補償自適應光學系統的示意圖；圖5為現有的哈特曼波前傳感器測量和復原波前相位的過程。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明由接收望遠鏡系統13、反射變形鏡4、分光鏡5、高速數字處理機8、高壓放大器9、主控計算機12、雪崩二級光管7、像增強CCD相機11組成，來自待觀測星體的光線，被望遠鏡系統13的主鏡2接收到，次鏡1將光線聚集在望遠鏡系統13的主鏡2焦點前；然后光線穿過主鏡2一個圓孔而聚焦在主鏡2之后，再被反射望遠鏡系統13的目鏡3重新變成平行或接近平行的光線，光線經過反射變形鏡4后，入射到分光鏡5上被分成兩束，一束被透鏡10聚焦并入射到放置在透鏡10焦平面像增強CCD相機11上，再經主控計算機12內置的圖像采集系統把像增強CCD相機上探測的圖像信息傳輸到主控計算機12上，供觀測監控，另一束被聚焦透鏡6匯聚在其焦平面的雪崩二極管上7的，雪崩二極管7前面放置了一個可調整口徑的孔徑光闌14，孔徑光闌14后雪崩二極管7探測到的光子信號的強度信息作為遺傳算法的適應度函數，也作為遺傳算法要優化的目標函數，按照最大化目標函數的原則，高速數字處理機8用來執行控制算法即遺傳算法的程序。由于采用高速數字處理機專門作為算法的執行器件，系統帶寬能夠跟上像差變化的速度，因此該系統的實時性能夠得到保證。最后高壓放大器9把經過高速數字處理機8迭代運算得到的最優的多路電壓信號施加到反射變形鏡4上的各個驅動器上，控制反射變形鏡4產生與來自星體目標的光束波前共軛的波前，校正掉星體目標的光束波前的各種像差。此時在主控計算機12監視器上就能夠得到清晰的星體目標圖像。
本發明中的主控計算機12用不僅用來運行管理高速數字處理機的軟件還作為成像監控的顯示設備。雪崩二級光管7具有低噪聲、快響應、高靈敏度、高帶寬、低造價的優點，對可見光和近紅外光都能響應，能對弱光等級星體進行有效探測；在焦點平面上雪崩二極管7的前面設置一個孔徑光闌14，再把雪崩二極管7所探測到的光子信號的強度信息作為系統優化函數。根據一定的度量指標，如果觀測的擴展目標相對較大，就選擇較小的光闌直徑，反之如果觀測的擴展目標相對較小，就選擇較大的光闌直徑，通過這樣的方式有針對性地選擇光闌的直徑，可以有效地過消除來自星體目標不同等暈區的光波所帶來的信標非等暈誤差。其中，通常光闌14直徑范圍為幾十微米到幾個毫米之間。
高速數字處理機8由圖像采集部分，控制運算部分，D/A轉換部分組成，圖像采集模塊實時采集雪崩二級光管7測量到的光子數據，以采集到的光子信號的強度信息作為控制算法要優化的目標函數，控制運算部分高速迭代運行基于遺傳算法的控制算法，能夠實時得到使目標函數最優的數字電壓信號；D/A轉換部分再將數字電壓信號轉換為模擬信號，經過高壓放大器9放大，施加到作為主要波前校正器件的反射變形鏡1背后的各個驅動器上。用于像質診斷的像增強CCD相機11是在CCD靶面之前加上了像增強器，將圖像增強后再耦合到CCD靶面上，能對弱光進行探測，且對可見光和近紅外光都能響應。
如圖2所示，本發明的反射變形鏡4為鍍高反射膜的連續鏡面式的反射變形鏡反射式變形鏡，它主要由薄反射鏡面41，壓電陶瓷驅動器42，基板43和電極引線44組成。反射變形鏡4的鏡面變形是靠鏡面背后的壓電陶瓷驅動器43的推動產生的，采用的壓電陶瓷驅動器43的位移分辨率很高，控制很方便給壓電陶瓷驅動器43施加電壓，利用逆壓電效應就可以產生位移。由于單片壓電陶瓷片在數百伏的電壓下也只能產生0.1～0.2微米的變形，所以，壓電陶瓷驅動器43由很多壓電陶瓷片疊加而成，各個陶瓷片在電路上是并聯的而變形量是疊加的，這樣就可以增大變形鏡4的變形量。基板44主要用來支撐壓電陶瓷驅動器43，多個壓電陶瓷驅動器的一端與剛性基板44相連，另一端與薄鏡面42相連，電極引線45連接在各個驅動器上，通過基板44上的通孔引出去，與高壓放大器9相連。
本發明所使用的像清晰化自適應光學技術的原理是不需要采用昂貴的波前傳感器測量天體目標的波前誤差，而是利用能反映波前誤差信息的像清晰化指標作為衡量成像系統成像能力的品質因數，控制反射變形鏡4校正波前誤差，使品質因素達到或接近最佳值。設來自星體目標的光束相位為W1(r，θ)，經過反射變形鏡4產生的補償波前的相位為W2(r，θ)，r，θ是聚焦透鏡6物平面上的極坐標，為了處理問題方便，把物平面半徑歸一化為1。根據傅立葉衍射理論，光電探測器上的光強信號可以表示為F=I0|∫02π∫011πexp(jW1(r,θ)-jW2(r,θ))rdrdθ|2---(1)]]>其中，I0來自星體目標的信標光功率成正比的量，j=-1,]]>設A＝(a1，a2，...ak，...an)，是用來表述來自星體目標的信標光光束波前的各階澤尼克多項式系數，B＝(b1，b2，...bk，...bn)是反射變形鏡4產生的波前相位的澤尼克多項式系數，由澤尼克多項式表達波前相位的方式有W1(r，θ)＝A.Zk(r，θ)(2)W2(r，θ)＝B.Zk(r，θ)(3)令C＝(c1，c2，...ck，...cn)＝A-B (4)則(1)可寫為F=I0|∫02π∫011πexp(jΣk=1nckZk(r,θ))rdrdθ|2---(5)]]>由于澤尼克多項式具有正交性，當|C|比較小時，由泰勒展開定理有F≈lo×exp(j(|C|)≈lo×(1-|C|2) (6)由(6)式可知，光電探測器即雪崩二極管7上探測到的光子數越多，光強信號F越大，就表明像差校正得越好。最理想的情況是|C|＝O，此時，反射變形鏡4就能精確的產生一個與來自星體目標的光束波前共軛的波前，完全校正掉因大氣湍流等因素引入的各種像差，使模糊的星體目標能夠清晰的成像在主控計算機12的監視器上。
圖3所示，本發明的遺傳算法如下(1)遺傳算法首先隨機產生一個初始種群，種群包含一定數量(一般15-100)的反射變形鏡4的面形個體的初始種群，每個個體分別對應變形鏡的一個面形；(2)初始化種群后對個體進行編碼。由于實數編碼的方法可以提高遺傳算法的運算效率，改善遺傳算法的復雜性，所以采取實數編碼的方式對各個面型個體編碼。各個個體可用下面的形式表示Vi＝[v1v2，...，vn](i＝1，2，...，M) (7)其中，Vi表示種群中的一個鏡面面型個體，對應于遺傳算法的一個染色體，M表示種群的規模；vj(j＝1，2，...n)是實數，代表的是反射變形鏡1上所施加的電壓值，在數學含義上，它們又分別對應遺傳算法的一個基因位，取值在[vminvmax]之間，vmin代表最小電壓，vmax代表最大電壓，n是變形鏡上驅動器的個數；(3)編碼后，計算每個鏡面個體的對應的適應度，以雪崩二極管7探測到的光子信號作為遺傳算法的適應度函數，同時以該適應度函數作為遺傳算法要優化的目標函數；(4)在各個個體的適應度被計算出來以后，根據與適應度成正比例的輪盤賭選擇方式進行選擇操作，選擇操作后，再按照一定的交叉概率(一般為0.5-0.99)以單點交叉的方式對種群中被選擇出來的個體兩兩進行交叉操作交叉操作是遺傳算法產生新個體的主要方式，本發明采用單點算術交叉的方式，它通過對父代的兩個鏡面面形個體發生互換部分基因的方式來產生新的個體，設要交叉的反射變形鏡4的兩個面型個體分別為V1，V2，則經過交叉產生的兩個新面型個體為V1’＝λ1.V1+λ2.V2(8)V2’＝λ1.V2+λ2.V1(9)
(8)，(9)中，參數λ1+λ2＝2且0＜λ1，0＜λ2；交叉操作后進行變異操作，變異操作是決定遺傳算法局部搜索能力的操作方式，它是產生新個體的輔助方式，本發明采用單點交叉非均勻變異的方式。具體實現方式如下設某代進行變異的一個面型個體為Vi＝[v1v2，...，vn]，變異位為Vk(k＝1，2，...n)，而經過變異后新個體為Vi’＝[v1v2，...，vn]，則新基因位Vk’為Vk’＝Vk-Δ(t，Vk-Vmin) (10)(10)中，Vmin是Vk可取的下限值，函數Δ(t，y)返回一個在
區間內的值，可用以下式子描述Δ(t，y)＝y.r(1-t/T)a(11)(11)中，r是個在
內的隨機數，T是遺傳算法總的迭代次數，t代表算法執行代數，a是個權重因子，由(11)可知，當t趨近于T時Δ(t，y)趨近于零。
(5)遺傳算法每經過適應度計算、選擇、交叉、變異4個遺傳操作后就要判定一次算法是否達到終止條件，如果不滿足終止條件，則進入到下一代重復迭代計算，再一次進行各種遺傳操作；如果滿足終止條件則結束算法。
權利要求
1.基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于包括接收望遠鏡系統(13)、反射變形鏡(4)、分光鏡(5)、高速數字處理機(8)、高壓放大器(9)、主控計算機(12)、雪崩二級光管(7)、像增強CCD相機(11)，從星體目標來的光經過接收望遠鏡系統(13)的主鏡(2)和次鏡(1)后，再被目鏡(3)變成平行或接近平行的光線，這束光線經過反射變形鏡(4)后，入射到分光鏡(5)上被分成兩束，一束被透鏡(10)聚焦并入射到放置在透鏡(10)焦平面像增強CCD相機(11)上，再經主控計算機(12)內置的圖像采集系統把像增強CCD相機上探測的圖像信息傳輸到主控計算機(12)上，供觀測監控；另一束被聚焦透鏡(6)匯聚在其焦平面的雪崩二級光管(7)上，把雪崩二級光管(7)探測到的光子信號作為內置在高速數字處理機(8)的控制算法要優化的目標函數，按照最大化目標函數的原則，高速數字處理機(8)執行遺傳控制算法，最后高壓放大器(9)把經過高速數字處理機(8)迭代運算得到的最優的多路電壓信號施加到反射變形鏡(4)上的各個驅動器上，控制反射變形鏡(4)產生與來自星體目標的光束波前共軛的波前，校正掉星體目標的光束波前的各種像差，此時在主控計算機(12)監視器上就能夠得到清晰的星體目標圖像。
2.根據權利要求1所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于所述的反射變形鏡(4)為鍍高反射膜的連續鏡面式的反射變形鏡，其反射率超過99.9％。
3.根據權利要求1或2所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于所述的反射變形鏡(4)主要由薄反射鏡面(41)，壓電陶瓷驅動器(42)、基板(43)和電極引線(44)組成，基板(43)用來支撐壓電陶瓷驅動器(42)，壓電陶瓷驅動器(42)的一端與基板(13)相連，另一端緊靠在薄反射鏡面(11)，電極引線(14)連接在各個壓電陶瓷驅動器(12)上，通過基板(13)上的通孔引出去，與高壓放大器(11)相連，為壓電陶瓷驅動器(12)產生伸縮從而推動薄反射鏡面(11)發生形變提供相應的電壓。
4.根據權利要求3所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于所述的壓電陶瓷驅動器(43)由多片壓電陶瓷片疊加而成，各個陶瓷片在電路上是并聯的而變形量是疊加的。
5.根據權利要求1所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于雪崩二極管(7)前面放置了一個可調整口徑的孔徑光闌(14)，選擇光闌的直徑，可以有效地過消除來自星體目標不同等暈區的光波所帶來的信標非等暈誤差。
6.根據權利要求1所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于所述的遺傳控制算法為一種具有全局尋優能力的遺傳算法，實現如下(1)首先隨機產生個體數量為15-100的初始種群，每個個體分別對應作為諧振腔端鏡的變形鏡的一個面形；(2)初始化種群后，采用實數編碼對種群中的個體進行編碼；(3)編碼后，計算每個鏡面個體的對應的適應度，以雪崩二級光管(7)探測到的光強信號作為遺傳算法的要優化的適應度函數；(4)在各個個體的適應度被計算出來以后，根據與適應度成正比例的輪盤賭選擇方式進行選擇操作，再按照交叉概率0.5-0.99以單點交叉的方式對種群中被選擇出來的個體兩兩進行交叉操作，然后按照變異概率0.001-0.9對種群中的部分個體本身進行變異操作；(5)遺傳算法經過以上4個步驟執行一次，就會產生一個新的種群，每一個新的種群稱為一代。遺傳算法不斷迭代執行以上4個步驟，直到算法中止條件滿足。
7.根據權利要求1所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于所述的高速數字處理機(8)由圖像采集部分、控制運算部分及D/A轉換部分組成，圖像采集模塊實時采集光電探測器測量到的光子數據，以采集到的數據作為控制算法要優化的目標函數，控制運算部分高速迭代運行基于遺傳算法的控制算法，實時得到使目標函數最優的數字電壓信號；D/A轉換部分再將數字電壓信號轉換為模擬信號，經過高壓放大器(8)放大，施加到作為主要波前校正器件的反射變形鏡(1)背后的各個驅動器上。
8.根據權利要求1所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于所述的用于像質診斷的像增強CCD相機是在CCD靶面之前加上了像增強器，將圖像增強后再耦合到CCD靶面上，能對弱光進行探測，且對可見光和近紅外光都能響應。
9.根據權利要求1所述的基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，其特征在于所述的主控計算機(12)既用來作為成像系統的監控設備，供觀測成像效果，又用來運行管理高速數字處理機的控制算法。
全文摘要
基于像清晰化原理的自適應光學星體目標成像系統，主要由接收望遠鏡、分光鏡、反射變形鏡、高壓放大器、光電探測器、主控計算機、控制算法、高速數字處理機和像質診斷系統組成。本發明能夠直接利用天體目標本身作為信標，不需要采用昂貴的波前傳感器測量來自天體目標的光束的波前誤差，而是利用能反映波前誤差信息的像清晰化指標作為衡量系統成像能力的品質因數，控制反射變形鏡校正波前誤差，使品質因素達到或接近最佳值。該發明具有結構簡單、調整容易、成像實時、控制方便、能消除或減少信標非等暈誤差的優點，在大氣湍流非常強的條件下，也能對星體目標有效成像，可以大為降低用于天體目標成像補償的傳統自適應光學系統的成本。
文檔編號G02B26/00GK101078808SQ20071011805
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者楊平, 許冰, 楊偉, 胡詩杰, 劉淵 申請人:中國科學院光電技術研究所