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纳米级针孔矢量衍射波前误差分析 被引量:5
1
作者 王俐 饶长辉 饶学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期499-505,共7页
应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定。为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数... 应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定。为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数。基于矢量衍射理论,在会聚高斯光束照射下,计算了针孔厚度和直径大小对衍射波前误差的影响,衍射波前中的像差成份、能量透过率、强度均匀性、针孔加工误差及光束相对针孔中心发生平移、离焦、倾斜时衍射波前误差的变化。分析计算显示,在NA为0.6时,为了使相对于理想球面波的波峰波谷值(P-V)偏差不大于0.005λ(λ=193nm),在实际针孔的加工制作中,应选取材料铬,并取厚度200nm,直径180nm为适宜。 展开更多
关键词 光学检测 波前误差 会聚高斯光束 矢量衍射 Hartmann-Shack检测仪 时域有限差分法
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大口径光学元件斜入射反射波前误差测量和计算 被引量:1
2
作者 徐隆波 周游 +2 位作者 朱日宏 刘世杰 郑万国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3027-3032,共6页
针对测量高功率激光驱动装置中大口径矩形反射光学元件的波前误差时测量角度和使用角度不完全相同引入的测量误差,提出了将测量角度下的反射波前转换到使用角度的反射波前的换算及恢复方法。首先分析了将斜入射测量角度下的波前转换到... 针对测量高功率激光驱动装置中大口径矩形反射光学元件的波前误差时测量角度和使用角度不完全相同引入的测量误差,提出了将测量角度下的反射波前转换到使用角度的反射波前的换算及恢复方法。首先分析了将斜入射测量角度下的波前转换到使用角度下波前的余弦换算方法,得到了实际测量角度与实际使用角度下的波前误差计算关系;然后计算并分析了双三次插值算法本身引起的中频PSD1(功率谱密度)误差,指出在满足有效口径测量的情况下,选择的入射角度应该与实际使用的角度尽可能的相接近。最后,基于410mm×410mm的熔石英反射镜开展了误差分析和实验验证。利用该方法将0°反射波前换算到45°反射波前,并将得到的测试结果与45°直接测量得到的测试结果进行了比较。结果显示上述结果的PV值相差0.01λ,RMS值相差0.003λ,PSD1值相差0.08nm;表明该换算方法不仅能够准确计算出使用角度下反射波前的低频误差,而且能获得相对准确的中频段PSD1误差。 展开更多
关键词 高功率激光装置 大口径光学元件 反射 波前误差 双三次插值 中低频误差
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基于相位线性展开的波前误差检测与图像复原 被引量:5
3
作者 武国梁 王刚 +1 位作者 齐荔荔 王磊 《电子测量技术》 2015年第5期50-52,共3页
随着对分辨率需求的日益增加,合成孔径光学系统在空间观测领域占据越来越重要的地位,而其各子境的共焦共相成为制约其应用的主要因素,传统位相相异方法能够进行波前误差检测,但其目标函数结构复杂、精度低且计算复杂度高,因此不能满足... 随着对分辨率需求的日益增加,合成孔径光学系统在空间观测领域占据越来越重要的地位,而其各子境的共焦共相成为制约其应用的主要因素,传统位相相异方法能够进行波前误差检测,但其目标函数结构复杂、精度低且计算复杂度高,因此不能满足实际需要。利用Zernike多项式的性质,通过构建位相相异模型,并对相位进行一阶泰勒展开,求解最小二乘问题以替代计算非线性优化问题,在波前误差较小的情况下可以准确恢复波前相位。实验证明,经过矫正后的相位误差优于1/60λ,同时能获得较好的图像复原结果。 展开更多
关键词 波前误差检测 相位线性展开 最小二乘 图像复原
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用变形镜纠正波前误差
4
作者 Eale.,AM 张清明 《强激光技术进展》 1998年第3期6-9,共4页
关键词 变形镜 自适应光学件 波前误差
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基于时域有限差分方法的点衍射波前误差分析 被引量:15
5
作者 陈琛 杨甬英 +1 位作者 王道档 卓永模 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期165-169,共5页
小孔的直径影响小孔衍射波前的误差,进而会影响点衍射干涉(PDI)检测的精度。基于矢量衍射理论中的时域有限差分(FDTD)方法,精确分析了可见光情况下衍射小孔直径接近以及小于入射光波长时所对应的衍射波前相对于标准球面波的偏离误差。... 小孔的直径影响小孔衍射波前的误差,进而会影响点衍射干涉(PDI)检测的精度。基于矢量衍射理论中的时域有限差分(FDTD)方法,精确分析了可见光情况下衍射小孔直径接近以及小于入射光波长时所对应的衍射波前相对于标准球面波的偏离误差。数值仿真结果表明,当小孔的直径为400 nm时,所对应的数值孔径为0.65的衍射波前的误差峰谷值小于1 nm,而误差均方根值小于0.35 nm。随着小孔尺寸的减小,其衍射波前的误差进一步减小。仿真结果原理上验证了小孔点衍射干涉方法用于实现大数值孔径球面的高精度检测的可行性,并为实际检测中点衍射小孔尺寸的选择提供了精确的数值依据。 展开更多
关键词 光学测量 点衍射干涉检测 时域有限差分法 波前误差 矢量衍射
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高功率固体激光器中大口径光学器件波前误差的建模及控制方法 被引量:5
6
作者 姚超 王辉 +1 位作者 张政 刘天野 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期167-177,共11页
从惯性约束聚变系统高功率固体激光驱动器中具有典型意义的大口径激光传输反射镜的装配结构及其面形精度特点出发,对其波前误差进行了精细化建模分析,分别研究了粗糙度、纹波度和轮廓度的波前误差模型。在此基础上,进一步针对如何在装... 从惯性约束聚变系统高功率固体激光驱动器中具有典型意义的大口径激光传输反射镜的装配结构及其面形精度特点出发,对其波前误差进行了精细化建模分析,分别研究了粗糙度、纹波度和轮廓度的波前误差模型。在此基础上,进一步针对如何在装校过程中将装配应力产生的波前误差控制在合理范围内的问题,提出了方均根梯度与峰谷值相结合的波前误差评价和控制方法,并通过实验验证了其可行性,以期为我国神光-III主机装置大口径反射镜装校过程中波前误差控制提供科学指导方法。 展开更多
关键词 激光器 高功率固体激光器 大口径反射镜 波前误差 精密装配 均方根梯度
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大口径超短脉冲聚焦系统波前误差对时间信噪比的影响 被引量:9
7
作者 朱坪 谢兴龙 +1 位作者 焦兆阳 朱健强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期322-328,共7页
理解大口径光学系统离轴抛物面镜聚焦后超短脉冲时间信噪比(SNR)在焦斑处空间分布的特性有助于更准确地认识超快激光物理实验中的脉冲时空特性。利用空间上菲涅耳近似下的分两步聚焦的坐标变换快速傅里叶变换(FFT)算法,结合时间域的傅... 理解大口径光学系统离轴抛物面镜聚焦后超短脉冲时间信噪比(SNR)在焦斑处空间分布的特性有助于更准确地认识超快激光物理实验中的脉冲时空特性。利用空间上菲涅耳近似下的分两步聚焦的坐标变换快速傅里叶变换(FFT)算法,结合时间域的傅里叶积分变换方法,引入了光学系统波前误差,对聚焦过程进行时空仿真。解释了大口径光学系统波前误差造成时间信噪比退化的原因,计算分析随机波前误差参数(误差大小、空间尺度)对聚焦时间信噪比的影响,并针对不同频段的光学系统波前误差控制提出要求。明确大口径光学系统中随机波前误差与时间信噪比之间的关系,为大口径超短脉冲系统的设计指标分配与波前误差控制提供了理论基础。 展开更多
关键词 超快光学 时间信噪比 波前误差 傅里叶变换 坐标变换
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夏克-哈特曼波前传感器双星波前误差测量计算大气非等晕误差的研究 被引量:2
8
作者 董若曦 李敏 +2 位作者 晋凯 熊闻全 魏凯 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第21期54-59,共6页
等晕误差中的piston项对成像质量没有影响,无需校正,有效非等晕误差应去除该项。为此提出利用夏克哈特曼波前传感器测量双星波前误差的方法,计算得到去piston项误差后的等晕角。首先,根据Sasiela和Van Dam给出的角度非等晕误差解析表达... 等晕误差中的piston项对成像质量没有影响,无需校正,有效非等晕误差应去除该项。为此提出利用夏克哈特曼波前传感器测量双星波前误差的方法,计算得到去piston项误差后的等晕角。首先,根据Sasiela和Van Dam给出的角度非等晕误差解析表达式,计算不同条件下的非等晕误差理论值;其次,利用相位屏法,模拟不同大气环境下实际自适应光学系统波前误差测量过程,仿真得到非等晕误差值。数值仿真结果与理论计算有较好的吻合,并得到了波前误差与去piston项等晕角的对应关系。最后,基于丽江1.8 m望远镜系统,测量双星的非等晕误差,计算得到去piston项等晕角的大小。并使用差分像运动法和恒星闪烁法,对该方法进行了印证。去piston项等晕角测量实验的结果表明,去piston项等晕角在时间维度上变化缓慢,在空间维度上差别很大,当方位及仰角差距较远的情况下,去piston项等晕角的值没有相关性。根据该方法,也可计算出其他望远镜及大气模型下的波前误差值与去piston项等晕角的对应关系,为信标的位置选择提供了依据。 展开更多
关键词 大气光学与海洋光学 自适应光学 非等晕误差 等晕角 波前误差探测
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直接斜率法波前拟合和复原误差的仿真分析 被引量:3
9
作者 王英俭 吴毅 龚知本 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第3期440-442,共3页
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。
关键词 自适应光学 复原误差 激光传输
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相位校正器波前拟合误差仿真分析
10
作者 卢飞 张卫 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第4期355-359,共5页
在自适应光学系统中,波前拟合误差直接影响到相位校正器的校正效果。在仿真分析中,作为相位校正器的变形镜,其面形影响函数通常采用高斯函数近似。以高斯型面形影响函数为基础,利用最小二乘法,通过仿真计算分析了波前拟合误差与入射波... 在自适应光学系统中,波前拟合误差直接影响到相位校正器的校正效果。在仿真分析中,作为相位校正器的变形镜,其面形影响函数通常采用高斯函数近似。以高斯型面形影响函数为基础,利用最小二乘法,通过仿真计算分析了波前拟合误差与入射波前空间频率、驱动器密度、高斯指数、交连值等变形镜主要参数的关系。结果表明,变形镜对低空间频率波前具有较好的补偿能力,且驱动器密度是波前补偿能力的决定因素,增大高斯指数和交连值一定程度上有利于波前的补偿,并对其原因进行了阐释。存在一类特殊情况,当入射波前的零点恰好通过各变形镜所在位置,补偿拟合基本失效,应注意避免。 展开更多
关键词 相位校正器 影响函数 拟合误差 驱动器密度 高斯指数 交连值
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波前斜率探测的线性预测方法
11
作者 沈锋 姜文汉 《光电工程》 CAS CSCD 1998年第A12期12-16,共5页
由于自适应光学技术校正大气湍流有一定的延迟时间 ,这将降低系统的校正性能 ,主要表现为波前斜率探测的采样率不足 ,使得系统的带宽有限而不能完全补偿有一定功率谱的湍流大气。研究了两种工作方式下的线性预测方法 ,结果显示 ,如果采... 由于自适应光学技术校正大气湍流有一定的延迟时间 ,这将降低系统的校正性能 ,主要表现为波前斜率探测的采样率不足 ,使得系统的带宽有限而不能完全补偿有一定功率谱的湍流大气。研究了两种工作方式下的线性预测方法 ,结果显示 ,如果采用线性预测方法 ,在同样的延时条件下 ,可以减小波前斜率的 MSE误差 (由延时引起 )约 30 %。 展开更多
关键词 自适应光学 测量 波前误差 线性预测
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基于离轴四反的空间引力波探测激光发射望远镜设计 被引量:2
12
作者 范子超 谈昊 +7 位作者 莫言 王海博 赵璐佳 冀慧茹 姜治渝 彭如意 付利平 马冬林 《光电工程》 CSCD 北大核心 2023年第11期60-72,共13页
用于空间引力波探测的星载望远镜在航天器间进行激光的传输以支持精密干涉测量系统,因此望远镜的光程稳定性已经成为一项关键的技术指标。在此系统中,光瞳像差与传统的像平面像差相比在了解系统光程稳定性需求、评价望远镜成像质量以及... 用于空间引力波探测的星载望远镜在航天器间进行激光的传输以支持精密干涉测量系统,因此望远镜的光程稳定性已经成为一项关键的技术指标。在此系统中,光瞳像差与传统的像平面像差相比在了解系统光程稳定性需求、评价望远镜成像质量以及抑制抖动光程耦合噪声等方面可提供更深刻的见解。本文基于传统像平面像差理论和光瞳像差理论,建立了望远镜的初始结构,然后利用光学软件Zemax的宏编程实现了光瞳像差和像平面像差的自动校正,从而实现了高性能星载望远镜的设计,仿真结果显示满足天琴任务的需求。 展开更多
关键词 空间引力探测 望远镜光学设计 波前误差 光程噪声
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低灵敏度空间引力波望远镜光学系统设计 被引量:1
13
作者 余苗 李建聪 +4 位作者 林宏安 黄耀樟 罗佳雄 伍雁雄 王智 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1384-1393,共10页
太极计划是中国探测空间引力波的一项重点任务。望远镜作为空间引力波探测中的重要组成部分,它的性能会直接影响引力波探测的精度。现有的典型空间引力波望远镜结构中次镜灵敏度高,难以满足更大口径的空间引力波望远镜对制造装调公差的... 太极计划是中国探测空间引力波的一项重点任务。望远镜作为空间引力波探测中的重要组成部分,它的性能会直接影响引力波探测的精度。现有的典型空间引力波望远镜结构中次镜灵敏度高,难以满足更大口径的空间引力波望远镜对制造装调公差的要求,特别是在轨稳定性公差要求。为解决以上问题,首先,提出了一种中间像面设置于三四镜之间的新型空间引力波望远镜光学系统结构,以降低次镜灵敏度;结合高斯光学理论方法,从理论上分析并计算新型望远镜结构的初始参数。其次,通过优化设计,获得入瞳直径为400 mm,放大倍率为80倍,科学视场为±8μrad,波前误差RMS值优于0.0063λ的望远镜光学系统。最后,建立了望远镜系统的灵敏度评价公差分配表,对比分析了现有望远镜结构与新型望远镜结构的公差情况。结果显示:相较于现有望远镜结构,新型望远镜结构的灵敏度降低了30.4%,具有低灵敏度优势,为空间引力波望远镜的设计提供了一种优选方案。 展开更多
关键词 望远镜 空间引力探测 波前误差 低灵敏度 光学设计
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一种适于弹载平台的PFA波前弯曲补偿方法 被引量:2
14
作者 李盘虎 沈薇 毛新华 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2018年第1期93-105,共13页
极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)将球面波前近似为平面波前,由此引入的误差会造成SAR图像出现严重的边缘模糊和几何失真。之前的波前弯曲补偿方法都是基于雷达平飞假设,然而由于弹载SAR平台大俯冲、大斜视的机动特点,使得... 极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)将球面波前近似为平面波前,由此引入的误差会造成SAR图像出现严重的边缘模糊和几何失真。之前的波前弯曲补偿方法都是基于雷达平飞假设,然而由于弹载SAR平台大俯冲、大斜视的机动特点,使得现有的滤波器设计方法无法直接应用于雷达平台俯冲等机动条件,波前弯曲误差补偿方法的应用范围因此受到很大限制。本文根据导弹飞行末端大斜视、大俯冲的机动特点,推导了雷达俯冲机动条件下波前弯曲空间频域相位误差的精确表达式,通过空变后滤波等处理实现了弹载SAR极坐标格式算法波前弯曲误差的精确补偿,有效地解决了弹载SAR俯冲机动条件下PFA图像的模糊和几何失真问题。该方法扩展了图像后处理补偿极坐标格式算法波前弯曲误差的应用范围,进一步完善了极坐标格式算法的波前弯曲补偿理论。最后通过仿真验证了公式和方法的正确性。 展开更多
关键词 弹载SAR 极坐标格式算法 弯曲误差 空变滤 几何失真
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基于数字聚束技术的双基SAR-PFA波前弯曲补偿算法
15
作者 羌晓丹 毛新华 朱岱寅 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2014年第4期625-630,共6页
双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)是基于平面波前假设建立的,在聚焦过程中会引入波前弯曲误差,使聚焦图像出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用双基PFA时其有效成像场... 双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)是基于平面波前假设建立的,在聚焦过程中会引入波前弯曲误差,使聚焦图像出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用双基PFA时其有效成像场景的大小通常受到一定限制。本文提出了一种基于数字聚束技术的双基PFA波前弯曲误差补偿新方法。该方法首先利用数字聚束预滤波处理将原始的宽波束划分成多个对应不同子场景的窄波束,然后依次对窄波束数据进行补偿和成像,最后再通过子场景拼接恢复全场景图像。理论和仿真结果表明该方法能够有效地补偿波前弯曲误差,扩大双基PFA的有效场景聚焦范围。 展开更多
关键词 双基SAR 极坐标格式算法 数字聚束 弯曲误差补偿
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大口径薄膜衍射主镜面形误差仿真分析 被引量:3
16
作者 李韬杰 吴鹏 +3 位作者 杨正 尹韶云 杜春雷 汪岳峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期163-172,共10页
以理想坐标面为参考面,建立了大口径薄膜衍射主镜面形误差与波前误差的关系模型.首先建立了子镜面形误差模型;其次根据导出的子镜波前误差与大口径薄膜衍射主镜波前误差关系式,分别讨论了边缘褶皱面形和球面面形两种形变情况下不同区域... 以理想坐标面为参考面,建立了大口径薄膜衍射主镜面形误差与波前误差的关系模型.首先建立了子镜面形误差模型;其次根据导出的子镜波前误差与大口径薄膜衍射主镜波前误差关系式,分别讨论了边缘褶皱面形和球面面形两种形变情况下不同区域子镜的形变允许范围;最终通过全体子镜的波前误差反向拟合Zernike多项式,得到了不同形变情况下主镜的低阶像差类型.研究结果可为成像系统的像差校正提供理论依据,对大口径薄膜衍射主镜的夹持装配有参考意义. 展开更多
关键词 衍射光学 薄膜 参考面 面形误差 波前误差
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空间引力波探测望远镜光学系统设计 被引量:9
17
作者 李建聪 林宏安 +2 位作者 罗佳雄 伍雁雄 王智 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期761-769,共9页
在空间引力波探测中,望远镜是空间激光干涉测量系统的重要组成部分,其出瞳处波前误差与抖动光程(Tilt-ToLength,TTL)噪声间的耦合,是影响空间引力波探测的主要噪声源。首先,基于平顶光束与高斯光束的干涉模型,采用Fringe Zernike多项式... 在空间引力波探测中,望远镜是空间激光干涉测量系统的重要组成部分,其出瞳处波前误差与抖动光程(Tilt-ToLength,TTL)噪声间的耦合,是影响空间引力波探测的主要噪声源。首先,基于平顶光束与高斯光束的干涉模型,采用Fringe Zernike多项式表征望远镜出瞳处的波前误差,运用LISA Pathfinder(LPF)信号分析出瞳处波前误差与TTL噪声的耦合机理。其次,采用蒙特卡洛分析方法,研究不同数值波前误差下低阶像差占比对TTL耦合噪声的影响,确定了不同数值波前误差下,望远镜光学系统出瞳处满足TTL耦合噪声控制要求的低阶像差设计比例。最后,基于上述理论分析结果与像差控制要求,完成了空间引力波探测望远镜光学系统设计,望远镜入瞳直径为200 mm,出瞳处波前误差RMS值为0.01908λ,低阶像差占比不高于50%。分析结果表明,当光束抖动在±300μrad以内,TTL耦合噪声不超过8.25 pm/μrad;通过公差分析得知,TTL耦合噪声最大值为15.50 pm/μrad,满足空间引力波的探测要求。 展开更多
关键词 望远镜 空间引力探测 波前误差 抖动光程噪声 光学设计
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自适应光学系统波前校正残余误差的功率谱分析方法 被引量:10
18
作者 饶长辉 沈锋 姜文汉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期68-73,共6页
采用比较自适应光学系统闭环校正前后时间功率谱的方法, 对自适应光学系统的波前校正残余误差进行了分析。在注意系统噪声时, 实测的闭环波前复原相位误差与实际波前校正残余误差是有区别的, 分析了两者功率谱的差别之后, 提出了一种估... 采用比较自适应光学系统闭环校正前后时间功率谱的方法, 对自适应光学系统的波前校正残余误差进行了分析。在注意系统噪声时, 实测的闭环波前复原相位误差与实际波前校正残余误差是有区别的, 分析了两者功率谱的差别之后, 提出了一种估计实际波前校正残余误差的方法。应用这种方法对1.2 展开更多
关键词 自适应光学 大气湍流 功率谱 噪声 残余误差
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基于两维空变滤波的PFA波前弯曲误差补偿 被引量:3
19
作者 丁岚 毛新华 朱岱寅 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期605-613,共9页
极坐标格式算法(PFA)因受波前弯曲误差的影响,其有效成像场景范围受到一定的限制。采用图像域的空变滤波(SVPF)处理可以有效补偿波前弯曲误差,但为了简化分析,已有SVPF方法在补偿过程中都采取了一定的近似,在对大场景进行高分辨率成像... 极坐标格式算法(PFA)因受波前弯曲误差的影响,其有效成像场景范围受到一定的限制。采用图像域的空变滤波(SVPF)处理可以有效补偿波前弯曲误差,但为了简化分析,已有SVPF方法在补偿过程中都采取了一定的近似,在对大场景进行高分辨率成像时仍然不能满足聚焦精度要求。对PFA的极坐标格式转换给出了一种新的解析解释,利用该解释推导得到了精确的波前弯曲误差表达式;基于该波前弯曲误差模型,提出了一种基于两维SVPF处理的波前弯曲误差补偿方法。最后通过仿真数据处理验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 极坐标格式算法 弯曲误差补偿 空变滤 两维滤
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扩束光学系统的自动温度补偿机构设计
20
作者 李海波 毕勇 《天文研究与技术》 CSCD 2023年第1期50-57,共8页
扩束光学系统对温度有较高的敏感度,为了减小温度对光学系统的影响,设计了一种自动温度补偿机构。该机构通过材料之间热膨胀系数不同进行相互补偿,从而保证镜间距的稳定性,并且通过ANSYS软件分析扩束系统温度从20℃升高到30℃,40℃和50... 扩束光学系统对温度有较高的敏感度,为了减小温度对光学系统的影响,设计了一种自动温度补偿机构。该机构通过材料之间热膨胀系数不同进行相互补偿,从而保证镜间距的稳定性,并且通过ANSYS软件分析扩束系统温度从20℃升高到30℃,40℃和50℃时,主次镜镜间距的变化量,最后通过ZMAX软件对变化后的系统进行光学仿真分析。分析结果表明,未采用自动温度补偿机构设计,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.02722 mm,0.05443 mm和0.08164 mm,系统波前误差均方根(Root Mean Square,RMS)从0.0013λ变为1.3898λ,2.7782λ和4.1656λ(λ=632.8 nm),无法满足光学成像质量要求;而采用自动温度补偿结构设计后,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.00005 mm,0.00009 mm和0.00014 mm,系统波前误差均方根从0.0013λ变为0.0026λ,0.0046λ和0.0072λ,仍然可以满足光学成像质量要求。因此该自动温度补偿机构可以有效地抑制大温差对扩束光学系统成像质量的影响。 展开更多
关键词 扩束光学系统 自动温度补偿机构 镜间距 ANSYS ZMAX 系统波前误差
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