东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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校正水平湍流波面的自适应光学系统的带宽需求

期刊名称：光学精密工程
时间：0
页码：2137-2142
语言：中文
分类：TH743[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] O439[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
作者机构：[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林长春130033, [2]中国科学院研究生院,北京100049, [3]空军驻长春地区军事代表室,吉林长春130012
相关基金：基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.60578035,50703039）;吉林省与中国科学院科技合作项目（No2008SYHZ0005）
相关项目：可见－近红外宽波段快速液晶自适应系统的研究

关键词：自适应光学, Greenwood频率, 带宽, 水平湍流, 功率谱密度, adaptive optics, Greenwood frequeney, bandwidth, horizontal turbulence, power spectral density

中文摘要：

设计和搭建用于湍流校正的自适应光学系统时，必须考虑大气湍流波面校正所需的系统带宽。由于通常理论估计与实际的湍流情况相差很大，本文对如何进行带宽的精确测量进行了研究。通过对500m水平距离湍流波面的大量统计，分析了湍流波面的时间功率谱密度，得出了所需要带宽（Greenwood频率）的大小，并且首次得到了带宽需求的昼夜变化规律。实验发现，所需带宽在晚上变化缓慢，围绕10～15Hz波动；白天变化剧烈，在20～90Hz波动。最后，通过实验确定出了功率谱密度估计所需的采样总时间为70S，得到的实验结果为设计和搭建更加合理的自适应光学系统提供了实验依据。

英文摘要：

It is necessary to design an appropriate system bandwidth for an adaptive optical system to correct the atmospheric turbalence. Because the theoretical estimation for the turbulence is more dif- ferent from the real atmospheric tarbulence, this paper researched the method to measure the bandwidth accurately. Through measurement of the wavefront passed through 500 m of horizontal turbu- lence, the phase power spectral density of turbulence wavefront was analyzed, from which the circadian variation of the bandwidth requirement was obtained for first time. It shows that the bandwidth requirement is nearly steady around 10 to 15 Hz in night time, and strongly fluctuated around 20 to 90 Hz in day time. Furthermore, it points out that the total sampling time for the estimated bandwidth must be greater than 70 s in order to acquire a more precise result. There experimental results can provide useful data for designing and can fabricate an more reasonable adaptive optical system.