實驗名稱：自適應光(guang)學系(xi)統閉(bi)環實(shi)驗(yan)

　　測試設備：高壓放大器、波(bo)前(qian)控制器(qi)、波(bo)前(qian)傳感器(qi)、變形鏡、計算機等(deng)。

　　實驗過程：

　　圖1：自適應光學系統(tong)實(shi)物圖

　　用于測(ce)試(shi)歸一化(hua)互相關斜率(lv)算(suan)法有(you)(you)效性的實驗在(zai)如圖1所(suo)(suo)示(shi)的自適應(ying)光(guang)學系(xi)統平(ping)臺上進(jin)行，圖中展示(shi)了(le)適應(ying)光(guang)學系(xi)統中除(chu)高壓放大器(qi)(qi)和計算(suan)機外的所(suo)(suo)有(you)(you)器(qi)(qi)件。

　　圖2：自適(shi)應系統(tong)光路(lu)示(shi)意圖

　　該自適應光(guang)(guang)(guang)學系統的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)路結構如圖(tu)2所示(shi)。中心波長λ為650nm的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)束(shu)通(tong)過(guo)直(zhi)徑(jing)為70μm的(de)(de)(de)尾(wei)纖輸(shu)出(chu)后(hou)，經(jing)過(guo)一(yi)口徑(jing)為55mm、焦距為300nm的(de)(de)(de)雙(shuang)膠合透鏡(jing)L1準直(zhi)為平行光(guang)(guang)(guang)。該平行光(guang)(guang)(guang)通(tong)過(guo)口徑(jing)為20mm的(de)(de)(de)變形鏡(jing)小角度反(fan)射后(hou)進(jin)入(ru)L2、L3組成(cheng)的(de)(de)(de)縮(suo)束(shu)系統。縮(suo)束(shu)后(hou)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通(tong)過(guo)分光(guang)(guang)(guang)鏡(jing)P，一(yi)部(bu)分進(jin)入(ru)傳感器進(jin)行像(xiang)(xiang)差探測(ce)，另一(yi)部(bu)分通(tong)過(guo)焦距為300mm的(de)(de)(de)透鏡(jing)L4，在(zai)CCD上進(jin)行成(cheng)像(xiang)(xiang)以(yi)觀測(ce)P處波前的(de)(de)(de)遠場。這兩者將采集的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)傳輸(shu)到計算機中，進(jin)行圖(tu)像(xiang)(xiang)顯示(shi)及(ji)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)處理。

　　計(ji)算機接收到波前傳(chuan)感器采集(ji)到的圖(tu)像后，利用優化(hua)后的歸一化(hua)互相關斜(xie)率(lv)程序進(jin)(jin)(jin)行斜(xie)率(lv)提取(qu)，產生斜(xie)率(lv)向量(liang)(liang)。斜(xie)率(lv)向量(liang)(liang)通過波前復原和控制(zhi)(zhi)運算，得到控制(zhi)(zhi)信(xin)號(hao)。控制(zhi)(zhi)信(xin)號(hao)經過D/A轉(zhuan)換從計(ji)算機輸出(chu)到高壓放大器中進(jin)(jin)(jin)行電壓放大，進(jin)(jin)(jin)而控制(zhi)(zhi)變(bian)形鏡進(jin)(jin)(jin)行波前校正，校正后的圖(tu)像由(you)傳(chuan)感器和CCD成像系(xi)(xi)統反饋給計(ji)算機，實現系(xi)(xi)統閉環。

　　實驗結果：

　　圖3：校正前(qian)的光斑圖像(xiang)

　　圖4：校(xiao)正(zheng)后(hou)的光斑圖像

　　圖(tu)5：（a）閉環前的波面圖(tu);（b）閉環后(hou)的波面圖(tu)（圖(tu)中數據(ju)皆以波長(chang)λ為單位(wei)）

　　圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3是(shi)進(jin)行系統(tong)閉(bi)環(huan)校正(zheng)(zheng)之前(qian)(qian)CCD探測到(dao)的(de)(de)(de)遠場光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)，其(qi)中(zhong)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)（a）是(shi)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)二維(wei)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)，圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)中(zhong)的(de)(de)(de)橫(heng)縱(zong)坐標表示(shi)像(xiang)(xiang)素(su)在圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)位置；圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)（b）為光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)光(guang)(guang)(guang)強分布(bu)(bu)的(de)(de)(de)三維(wei)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)，橫(heng)縱(zong)坐標表示(shi)像(xiang)(xiang)素(su)在圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)位置，豎直方(fang)向的(de)(de)(de)坐標表示(shi)像(xiang)(xiang)素(su)點的(de)(de)(de)亮度值。從(cong)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3中(zhong)可以看(kan)(kan)出，由于相(xiang)(xiang)差影響，校正(zheng)(zheng)前(qian)(qian)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)形狀彌散(san)，中(zhong)心能量不集中(zhong)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)4是(shi)經過系統(tong)校正(zheng)(zheng)后的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)，其(qi)中(zhong)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)（a）為靶(ba)面采(cai)集到(dao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)，圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)（b）是(shi)相(xiang)(xiang)應的(de)(de)(de)三維(wei)光(guang)(guang)(guang)強分布(bu)(bu)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)，圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)中(zhong)坐標意義與圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3相(xiang)(xiang)同。從(cong)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)4中(zhong)可以看(kan)(kan)出，校正(zheng)(zheng)后的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)中(zhong)可清晰分辨(bian)出中(zhong)心光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)和衍射作用產生的(de)(de)(de)同心圓環(huan)，而且相(xiang)(xiang)比于校正(zheng)(zheng)前(qian)(qian)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)，校正(zheng)(zheng)后的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)能量更為集中(zhong)。

　　圖5展示了(le)校(xiao)正前后的(de)波(bo)前相(xiang)(xiang)面(mian)及具(ju)體參(can)數的(de)變化。由圖可知，通過系統校(xiao)正，波(bo)前相(xiang)(xiang)面(mian)的(de)峰谷(gu)值(zhi)PV由原來的(de)1.958λ降(jiang)為(wei)了(le)0.350λ，均方根值(zhi)RMS從0.496λ減小為(wei)0.056λ（λ為(wei)上(shang)述激(ji)光束的(de)中心波(bo)長，即650nm），校(xiao)正后的(de)波(bo)前起伏更小，已接近理想平(ping)行光。

　　通過圖(tu)3和圖(tu)4的(de)(de)對比，以及圖(tu)5的(de)(de)分析，可以看出，優化后(hou)的(de)(de)歸一(yi)化互相關斜率(lv)探測(ce)程(cheng)序確實(shi)(shi)可以進行有(you)效的(de)(de)波前斜率(lv)探測(ce)，并(bing)且這一(yi)探測(ce)方式能夠很好地(di)在偽光(guang)斑(ban)(ban)(ban)干擾(rao)的(de)(de)環(huan)境下工作，有(you)良好的(de)(de)抗干擾(rao)性(xing)能。在偽光(guang)斑(ban)(ban)(ban)情況下，用質心(xin)算法進行計(ji)算時(shi)(shi)，必須通過減(jian)(jian)(jian)閾(yu)值(zhi)將(jiang)(jiang)偽光(guang)斑(ban)(ban)(ban)減(jian)(jian)(jian)掉(diao)才能進行有(you)效的(de)(de)目標探測(ce)，但是(shi)在減(jian)(jian)(jian)掉(diao)偽光(guang)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)同時(shi)(shi)，真(zhen)實(shi)(shi)光(guang)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)信(xin)號量也會被減(jian)(jian)(jian)掉(diao)，特別(bie)是(shi)當偽光(guang)斑(ban)(ban)(ban)與真(zhen)實(shi)(shi)光(guang)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)強度差別(bie)不大，甚至超過真(zhen)實(shi)(shi)光(guang)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)強度時(shi)(shi)，減(jian)(jian)(jian)閾(yu)值(zhi)的(de)(de)質心(xin)算法將(jiang)(jiang)無法正常工作。

　　?高壓放大器推薦：ATA-7030

　　圖：ATA-7030高壓放大器指標參數

　　本資(zi)料由(you)Aigtek安泰(tai)(tai)(tai)電(dian)子(zi)(zi)整理發布，更多(duo)案例及產(chan)(chan)品(pin)詳情請持續關注(zhu)我們(men)。西安安泰(tai)(tai)(tai)電(dian)子(zi)(zi)Aigtek已經成為在(zai)業界擁有(you)廣泛產(chan)(chan)品(pin)線，且具有(you)相(xiang)當(dang)規模的儀器設備供應商，樣機都(dou)支持免費試用(yong)。如想了(le)解更多(duo)射頻功率(lv)放大器等產(chan)(chan)品(pin)，請持續關注(zhu)安泰(tai)(tai)(tai)電(dian)子(zi)(zi)官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。