基于微變形反射鏡自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)原理與實驗研究.pdf

1、自適應(yīng)光學(xué)是一門集科學(xué)性和工程性為一體的綜合性學(xué)科，它研究實時自動改善光波波前質(zhì)量的理論、系統(tǒng)、技術(shù)和工程，它具有傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)越性能，在軍事和民用領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。 大氣湍流等動態(tài)干擾使光波面相位發(fā)生畸變，使光學(xué)系統(tǒng)的分辨率無法達(dá)到其衍射極限，而自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用變形鏡對光波面進(jìn)行相位調(diào)制，賦予了光學(xué)系統(tǒng)能動可變的能力而有效解決了動態(tài)干擾問題。使用MEMS技術(shù)制造的變形鏡由于其體積小，成本低，能耗低，響應(yīng)

2、快及集成度高等傳統(tǒng)變形鏡不具備的特點(diǎn)，成為變形鏡發(fā)展的主流方向。 在基本理論方面，本論文從傳統(tǒng)的自適應(yīng)光學(xué)理論入手，通過對組成自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的重要部分的研究分析，根據(jù)本課題的實際需要，確定微變形鏡的配置方案，課題中微變形鏡選用37單元靜電驅(qū)動連續(xù)表面變形鏡，這種變形鏡殘余應(yīng)力小，表面質(zhì)量好，符合實驗的要求。在分析方面，主要針對變形鏡的電壓——位移曲線，影響函數(shù)進(jìn)行了研究，推導(dǎo)出電壓控制矩陣，從而實現(xiàn)對波前像差的校正。在實驗研究方

3、面，主要對變形鏡的幾個重要性能進(jìn)行了測試，并由推導(dǎo)的變形鏡電壓控制矩陣成功實現(xiàn)了對實驗用閉環(huán)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的校正能力測試。 論文共分七章，第一章是緒論，介紹課題的來源和意義，微變形反射鏡的應(yīng)用領(lǐng)域，國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及前景。第二章重點(diǎn)分析與討論自適應(yīng)光學(xué)的基本理論，其中包括自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)組成，波前復(fù)原，特性評價指標(biāo)，總體誤差分析等方面。第三章具體討論并確定了微變形反射鏡的重要技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)課題需要，確定了微變形鏡的類型。第四章對變