用于ICF 焦斑形态控制的能动反射镜拟合波面能力研究

用能随时改变镜面面形的能动反射镜控制并产生适于各种需要的焦斑形态。由于对焦斑形态的控制取决于能动反射镜对激光波前的拟合能力, 通过计算机仿真, 对能动反射镜在不同驱动器数量和排布方式时拟合给定波面(由几何变换法给出) 的能力进行了研究。计算结果表明, 采用自适应光学技术能在焦面上形成ICF 实验所需要的光斑形态。     

He-Ne激光束的焦斑形态控制

 用一块37/55单元变形反射镜和一台S-H传感器为基础建立了一套实验装置, 结合光波衍射理论和波面相差理论, 成功地将圆形高斯分布的He-Ne激光束变换为均匀强度分布的方形焦斑。对光学系统产生均匀强度分布的限制因素进行了讨论。     

He-Ne激光束的焦斑形态控制

用一块37/55单元变形反射镜和一台S-H传感器为基础建立了一套实验装置, 结合光波衍射理论和波面相差理论, 成功地将圆形高斯分布的He-Ne激光束变换为均匀强度分布的方形焦斑。对光学系统产生均匀强度分布的限制因素进行了讨论。     

自适应光学与能动光学

自适应光学和能动光学是近２０年来发展起来的光学新技术，它赋予光学系统以能动可控的能力，为解决困扰光学界几百年之久传统光学技术无法克服动态干扰的老问题，成为高分辨率成像和强激光传输中的关键技术。文章介绍了自适应光学和能动光学原理、技术难点和解决办法。还介绍了我国在激光核聚变和高分辨率天文成像方面应用自适应光学的成果。     

用能动光学技术控制激光焦线形态的方法研究与仿真计算

 用一块能动反射镜、一块柱面透镜和一块非球面透镜可组成新原理的焦线形态控制系统。随时改变能动反射镜形状以调制波面位相,能将入射激光束变换成幅照均匀、长度在一定范围内连续可调的焦线。针对高斯型入射光强,探讨了用该系统控制激光焦线形态的可行性。     

用能动光学技术控制激光焦线形态的方法研究与仿真计算

用一块能动反射镜、一块柱面透镜和一块非球面透镜可组成新原理的焦线形态控制系统。随时改变能动反射镜形状以调制波面位相,能将入射激光束变换成幅照均匀、长度在一定范围内连续可调的焦线。针对高斯型入射光强,探讨了用该系统控制激光焦线形态的可行性。     

能动变形反射镜波面误差特性分析及实验研究

对能动变形反射镜波面误差进行了理论分析和实验研究.在对能动变形反射镜波面误差进行理论分析和实验研究的基础上,利用有限元对37单元能动变形反射镜低频象差补偿能力进行了相关的分析和计算,结合相关实验确定了能动变形反射镜的主要参数,成功研制出了曲率半径1926 mm、口径300 mm的37单元球面能动变形反射镜.经实验测定校正误差前、后镜面面形的PV值(波前峰谷差值)和RMS值分别为:0.545γ、0.08γ及0.239γ、0.031γ,从实测结果口I以看到取得了明显的校正效果.并且在研制过程中对镜面加工、驱动器极头粘接等技术和工艺问题进行了有效地探索和研究,从而为能动变形反射镜进一步的研制工作奠定了良好的基础.     

能动反射镜低频像差补偿能力分析

采用Algor软件包并利用有限元法对37单元能动反射镜低频误差补偿能力进行了分析计算,确定了镜面厚度8mm,驱动器间距46mm,极头直径12mm等能动反射镜制造的关键参数。通过计算机仿真分析证明,基于这些参数所设计的能动反射镜可以对低频误差进行有效校正,校正精度的均方根值小于等于λ／８,从而可以为能动反射镜的制造提供理论依据。     

能动反射镜低频像差补偿能力分析

 采用Algor软件包并利用有限元法对37单元能动反射镜低频误差补偿能力进行了分析计算，确定了镜面厚度8mm，驱动器间距46mm，极头直径12mm等能动反射镜制造的关键参数。通过计算机仿真分析证明，基于这些参数所设计的能动反射镜可以对低频误差进行有效校正，校正精度的均方根值小于等于λ／８，从而可以为能动反射镜的制造提供理论依据。     

自适应光学波面传感器的研究

在讨论几种波面传感器的基础上,介绍了一种新型的自适应光学波面传感器。实验结果表明,软刀口型波面传感器具有良好的实际应用前景。给出了它的工作原理,并介绍了各种传感器的优点。     

能动薄主镜技术模拟研究

利用有限元法对模拟能动薄主镜的两块变形反射镜拟合象差模式的能力进行计算，并进行了象差拟合实验，计算结果与实验结果相符．     

直接斜率法波前拟合和复原误差的仿真分析

报道了利用数值仿真方法对自适应光学系统补偿激光传输湍流效应中的波前拟合和复原误差的计算分析。计算结果表明，在利用波前斜率进行波前复原的实际自适应光学系统中，波前复原误差是利用波前最小方差法计算的波前拟合误差的１．２４倍。     

基于模糊控制的自适应光学校正技术

自适应光学中普遍采用的比例-积分-微分(PID)控制严格依赖于变形镜的响应模型,响应模型的标定非常繁琐且性能容易随时间和温度而漂移.采用模糊控制摆脱了对变形镜响应模型的依赖,通过波面的快速重构,从波面中提取波面评价指标,将该评价指标及其微分作为模糊PID控制器的输入.选择模糊输入和输出论域的隶属度函数,设计出模糊规则库,通过模糊推理、解模糊等过程,对PID控制器的3个参数即比例kp、积分ki和微分kd进行模糊自整定,实现了自适应控制.采用高速数字信号处理器(DSP)设计了硬件验证测试平台,通过该平台的测试,证明该方法有效可行,在不需要变形镜响应矩阵的前提下,能够将光斑的衍射极限倍增因子β值从10—12校正到3—4,与传统的PID控制基本一致,但稳定性更好.因无需标定,故降低了变形镜的安装要求.     

61单元分立式压电变形反射镜的研制

 由于61单元自适应光学系统(AO)对分立式压电变形反射镜单元数(61单元)和变形量的要求超过以往研制的变形镜,从理论分析到工艺研究采取措施,研制成功了用于系统实验的变形镜,顺利地完成了AO与跟瞄系统(ATP)的对接,提高了ATP的跟瞄精度。     

渡越辐射及其在北京自由电子激光置束测中的应用

在北京自由电子激光器装置的性能改进中,采用了基于渡越辐射的电子束诊断方法。描述了渡越辐射应用于电子束参数测量的基本理论,介绍了BFEL中利用渡越辐射进行的实验方案,并报导了初步的结果。     

弱光波前传感器质心计算的新方法

研究了Shack Hartmann波前传感器质心计算的新方法,即最小二乘高斯拟合方法。分析了Shack-Hartmann波前传感器采用一阶矩质心计算位置方法对光斑强度的敏感性,与最小二乘高斯拟合方法进行了比较,并对Shack Hartmann波前传感器的子孔径波前斜率探测的正确性进行了分析。最后的计算结果表明最小二乘高斯拟合法计算子孔径光斑的质心位置可以减小质心探测的误差。     

弱光波前传感器质心计算的新方法

 研究了Shack Hartmann波前传感器质心计算的新方法,即最小二乘高斯拟合方法。分析了Shack-Hartmann波前传感器采用一阶矩质心计算位置方法对光斑强度的敏感性,与最小二乘高斯拟合方法进行了比较,并对Shack Hartmann波前传感器的子孔径波前斜率探测的正确性进行了分析。最后的计算结果表明最小二乘高斯拟合法计算子孔径光斑的质心位置可以减小质心探测的误差。