该项目针对液晶自适应光学系统能量利用率低、校正速度慢的问题,提出开环控制的液晶自适应光路,解决了液晶系统的偏振光损耗和色散问题;建立了液晶波前校正器像素数与望远镜口径、大气相干长度之间的定量关系,并利用高反介质膜几乎消除了高阶衍射,使衍射能量效率提高至95%以上,系统的总能量利用率提高到85%;通过分子设计,合成出快速向列相液晶材料,同时提出灰度级过量驱动方法,使液晶波前校正器在785nm位相调制量下的响应时间从10ms缩短到1.15ms;发掘了GPU专门处理器的大型矩阵计算功能,提出Zernike基函数的四象限对称算法,减少了3/4的计算延迟;研制出适用于开环控制系统的哈特曼波前探测器,提出大动态范围的倾斜算法,使粗校与精校共用一个波前探测器,提高了成像能量。所研制的400nm~900nm宽波段能量接收的液晶自适应光学成像系统,其等效闭环校正频率提高到250Hz。在本单位园区与1.23米口径望远镜对接,成像分辨率达到0.3″(衍射极限分辨率为0.17");观测星体的极限亮度为6.5视星等,达到国际前沿水平,将满足我国十二五立项的4米口径可见-近红外成像望远镜的自适应系统的需求。
英文主题词liquid crystal wavefront corrector;adaptive optics;open loop control