相位差法波前探测器设计

论文摘要

光波经过大气时,由于大气湍流的动态扰动,其光束质量将受到严重破坏,引起波前畸变。对于地基大型望远镜成像系统而言,大气湍流使得目标成像模糊、光能分散、分辨力严重下降。为了克服大气湍流对像质的破坏,过去的二十多年里,人们提出了许多旨在消除大气影响的高分辨成像方法。相位差法波前探测技术是一种后探测补偿方法,它是利用焦面像和离焦面像通过一个相位多样性算法来拟合相位或对目标复原。本文介绍了相位差法波前探测器原理、波前探测的图像模型和离焦量计算,离焦量与泽尼克系数的关系以及一些常见相位差法波前探测器。文中详细的分析了相位差法波前探测器的相关重要参数,如离焦量和离焦误差的分析、图像同步采集、光谱带宽、采样定理等。最后,我们利用晶体的偏振原理分像,设计了一款新型的相位差法波前探测器,并将焦面像和离焦像同时采集到同一个CCD(Charge Coupled Device)上。这种方法保证了两个图像的同步、实时,此外,光学系统简单。文中具体给出了一种新型波前相位差法探测器的设计方案、像差分析,并且模拟了波前相位差法探测器对模拟结果的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第二章 相位差法波前探测原理
• 2.1 相位差法波前探测原理介绍
• 2.2 相位差法波前探测的图像模型
• 2.3 相位差法波前原理的一个重要参数
• 2.4 像差及泽尼克多项式
• 2.5 几种相位差法波前探测器的介绍
• 第三章 相位差法波前探测器的相关参数确定
• 3.1 离焦量和离焦量误差分析
• 3.2 图像同步采集
• 3.3 曝光时间
• 3.4 光谱带宽
• 3.5 满足采样定理
• 第四章 相位差法波前探测器设计
• 4.1 晶体偏振特性的研究
• 4.2 相位差法波前探测器设计
• 4.3 相位差法波前探测器的像差分析
• 4.4 晶体相位差法波前探测器的优点和存在的问题
• 4.5 数值模拟实验
• 第五章 总结
• 5.1 论文总结
• 5.2 进一步的工作
• 结束语
• 参考文献
• 在学期间发表论文
• 致谢