基于ShackHartmann传感器的波前探测技术研究

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1、ByZhanguoLiADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofAstrophysicsNanjingInstituteofAstronomicalOptics&TechnologyMay,2013学位论文版权使用授权书本人完全了解中国科学院大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以公布论文的全部或

2、部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文。本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将学位论文提交《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社，编入CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：套圾日期：乒p『；年厂月日指导教师签名：因溺，摘要自适应光学技术是近年来发展迅速的-11新兴综合性技术，在地基天文望远镜系统中，该技术可通过实时探测和校正大气湍流引起的光波波前相位畸变，进一步提高望远镜成像系统的分辨率和天文观测的效率，现己成为国

3、内外大型地基天文望远镜搭建的必备技术之一。在自适应光学系统中，波前探测是一重要环节，对系统的精确性和稳定性影响显著，论文针对基于Shack．Hartmann波前传感器的波前探测技术展开研究，主要内容如下：论文研究了Shack．Hartmann波前传感器的工作原理、波前重建的原理和方法，提出了一种基于Shack．Hartmann波前传感器的自适应波前重建算法，该算法能根据实际光斑图的特点，自动确定探测窗口、计算实际质心、参考质心、选择重建区域和获取入射波前的Zemike模式系数；分析了影响波前重建精度的因素；搭建以OKO公司Shack．Hartmann波前传感器和压电变形镜

4、为主要部件的自适应光学系统，通过测量和校正动态模拟大气像差对重建算法进行了验证，实验结果表明，基于自适应波前重建算法的自适应光学系统可以把大气扰动引起的波前像差校正到0．1九以下，获得接近衍射极限的成像质量，说明重建算法具备可靠性与实用性。关键词：自适应光学，波前重建，自适应算法，Shack-Hartmann波前传感器，质心探测ABSTRACTAdaptiveoptics，itsrootsinastronomy,isafastdevelopingtechnologywhichisacomprehensiveoneinvolvinginoptics，electronics，

5、mechanics，andautomata．ForagroundbasedtelescopesystemwithadaptiveopticsitsresolutionandobservationefficiencyCanbegreatlyimprovedbycorrectingaberrationscausedbyatmosphericturbulence．Adaptiveopticshasbecomeoneoftheessentialpartsforlargegroundbasedastronomicaltelescopesintheworld．Inanadaptive

6、opticssystemawavefrontsensorisoneofkeycomponents．Theaccuracyandstabilityofwavefrontreconstructionbythewavefrontsensorhassignificanteffectsontheperformancesofanadaptiveopticssystem．ThisthesisfocusesonthetechniqueofwavefrontdetectionbasedonaShack-Hartmannwavefrontsensorandthemaincontentsale

7、asfollows：TheprincipleoftheShack-Hartmannwavefrontsensorandthewaveffontreconstructiontheoryaleanalyzedindetail．Then，anadaptivealgorithmforwavefrontreconstructionbasedonaShack-Hartmannwavefrontsensorisproposed．Inthisapproachinformationneededforwavefrontreconstruction