校正水平湍流波面的自适应光学系统的带宽需求

《校正水平湍流波面的自适应光学系统的带宽需求》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第１８卷第１０期光学精密工程Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．１０２０１０年１０月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＯｃｔ．２０１０文章编号１００４９２４Ｘ（２０１０）１０２１３７０６校正水平湍流波面的自适应光学系统的带宽需求刘超１，２，胡立发１，穆全全１，２，曹召良１，高峰３，王永伟３，宣丽１（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春１３００３３；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９；３．空军驻长春地区军事代表室，吉林长春１３００１２）摘要：设计和搭建

2、用于湍流校正的自适应光学系统时，必须考虑大气湍流波面校正所需的系统带宽。由于通常理论估计与实际的湍流情况相差很大，本文对如何进行带宽的精确测量进行了研究。通过对５００ｍ水平距离湍流波面的大量统计，分析了湍流波面的时间功率谱密度，得出了所需要带宽（Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ频率）的大小，并且首次得到了带宽需求的昼夜变化规律。实验发现，所需带宽在晚上变化缓慢，围绕１０～１５Ｈｚ波动；白天变化剧烈，在２０～９０Ｈｚ波动。最后，通过实验确定出了功率谱密度估计所需的采样总时间为７０ｓ，得到的实验结果为设计和搭建更加合理的自

3、适应光学系统提供了实验依据。关键词：自适应光学；Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ频率；带宽；水平湍流；功率谱密度中图分类号：ＴＨ７４３；Ｏ４３９文献标识码：Ａ犱狅犻：１０．３７８８／ＯＰＥ．２０１０１８１０．２１３７犅犪狀犱狑犻犱狋犺狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊狅犳犪犱犪狆狋犻狏犲狅狆狋犻犮犪犾狊狔狊狋犲犿犳狅狉犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾狋狌狉犫狌犾犲狀犮犲犮狅狉狉犲犮狋犻狅狀１，２，ＨＵＬｉＦａ１，ＭＵＱｕａｎｑｕａｎ１，２，ＬＩＵＣｈａｏ１，ＧＡＯＦｅｎｇ３，ＷＡＮＧＹｏｎｇｗｅｉ３，ＸｕａｎＬｉ１ＣＡＯＺｈａｏｌｉ

4、ａｎｇ（１．犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犃狆狆犾犻犲犱犗狆狋犻犮狊，犆犺犪狀犵犮犺狌狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犗狆狋犻犮狊，犉犻狀犲犕犲犮犺犪狀犻犮狊犪狀犱犘犺狔狊犻犮狊，犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊，犆犺犪狀犵犮犺狌狀１３００３３，犆犺犻狀犪；２．犌狉犪犱狌犪狋犲犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犼犻狀犵１０００３９，犆犺犻狀犪；３．犃犻狉犳狅狉犮犲犕犪狉狋犻犪犾犚犲狆狉犲狊犲狀狋犪狋犻狅狀狅犳犆犺犪狀犵犮犺狌狀，犆犺犪狀犵犮

5、犺狌狀１３００１２，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｅｓｉｇｎａｎａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｓｙｓｔｅｍｂａｎｄｗｉｄｔｈｆｏｒａｎａｄａｐｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｔｏｃｏｒｒｅｃｔｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｔｕｒｂａｌｅｎｃｅ．Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｉｓｍｏｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｒｅａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｔａｒｂｕｌｅｎｃｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｍｅｔ

6、ｈｏｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｂａｎｄｗｉｄｔｈａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗａｖｅｆｒｏｎｔｐａｓｓｅｄｔｈｒｏｕｇｈ５００ｍｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ，ｔｈｅｐｈａｓｅｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｎｓｉｔｙｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｗａｖｅｆｒｏｎｔｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｆｒｏｍｗｈｉｃｈｔｈｅｃｉｒｃａｄｉａｎｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｏｒｆｉｒｓｔｔｉｍｅ．Ｉｔｓｈｏ

7、ｗｓｔｈａｔｔｈｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｉｓｎｅａｒｌｙｓｔｅａｄｙａｒｏｕｎｄ１０ｔｏ１５Ｈｚｉｎｎｉｇｈｔｔｉｍｅ，ａｎｄｓｔｒｏｎｇｌｙｆｌｕｃｔｕａｔｅｄａｒｏｕｎｄ２０ｔｏ９０Ｈｚｉｎｄａｙｔｉｍｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｔｏｔａｌｓａｍｐｌｉｎｇｔｉｍｅｆｏｒｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｂａｎｄｗｉｄｔｈｍｕｓｔｂｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ７０ｓｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｑｕｉｒｅａｍｏｒｅｐｒｅｃｉｓｅｒｅｓｕｌｔ．Ｔｈｅｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎ

8、ｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｃａｎ收稿日期：２００９１２１７；修订日期：２０１００３１２．基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．６０５７８０３５，５０７０３０３９）；吉林省与中国科学院科技合作项目（Ｎｏ．２００８ＳＹＨＺ０００５）２１３８光学精密工程第１８卷ｐｒｏｖｉｄｅｕｓｅｆｕｌｄａｔａｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄｃａｎｆａｂｒｉｃａｔｅａｎｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｄａｐｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ．犓犲