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61单元自适应光学系统随机并行梯度下降算法动态实验研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:0
  • 页码:668-674
  • 语言:中文
  • 分类:TP273.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院自适应光学重点实验室,四川成都610209, [2]中国科学院光电技术研究所,四川成都610209, [3]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(60978050); 四川省青年科技基金(08ZQ026-053)资助课题
  • 相关项目:提高长距离高码率大气激光通信系统性能的新型自适应光学技术
中文摘要:

随机并行梯度下降(SPGD)算法是一种无波前探测自适应光学(AO)控制技术,具有很强的应用潜力。设计并实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)的SPGD算法处理机,使用热风式湍流模拟装置产生动态波前扰动,搭建了61单元自适应光学系统SPGD算法动态波前畸变校正实验系统。用于性能指标测量的CCD帧频为2900 Hz,SPGD算法处理机迭代速度可达近千次每秒,自适应光学系统实现了对动态波前畸变的补偿。实验结果表明该自适应光学系统对动态模拟湍流具有良好的校正效果,闭环后的性能指标比开环时平均提高了30倍以上,远场光斑峰值平均提升了10倍。通过对性能指标的频谱分析,表明该基于SPGD算法的自适应光学系统的有效带宽为10 Hz。

英文摘要:

The stochastic parallel gradient descent(SPGD) algorithm is a promising control algorithm for adaptive optics(AO) system without wave-front sensor.In this paper,a 61-element laser beam focusing AO system for correcting dynamical wave-front distortion was established,which used a hot-wind experimental atmospheric turbulence generator and SPGD algorithm controller based on field programmable gate array(FPGA).Up to one thousand iterations per second′s speed of the controller and the sub-millisecond response time of the deformable mirror and tilt mirror provided quick compensation for dynamic wave-front distortion induced by the hot-wind experimental atmospheric turbulence generator.The experimental results demonstrated that this AO system can significantly improve the laser beam quality with 30 times′ increase of the averaged performance metric and 10 times′ increase of the peak-values of far-field intensity distributions.The spectral analysis of performance metric showed that the AO system had an effective bandwidth of 10 Hz.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849