基于有调制和无调制组合式棱锥波前传感器的自适应光学系统

摘要

一种基于有调制和无调制组合式棱锥波前传感器的自适应光学系统，包括：波前校正模块、分光模块、成像模块、棱锥波前传感器模块和控制模块；自适应光学系统工作前，利用有调制工作模式下的棱锥波前传感器进行系统传递函数测量；自适应光学系统工作时，利用无调制工作模式下的棱锥波前传感器进行闭环控制；本发明不仅能够在系统传递函数测量时提高信噪比，获得稳定的传递函数矩阵，同时在闭环控制过程中能够有效提高探测灵敏度。

主权项

一种基于有调制和无调制组合式棱锥波前传感器的自适应光学系统，其特征在于包括：波前校正模块（1）、分光模块（2）、成像模块（3）、棱锥波前传感器模块（4）和控制模块（5）；其中棱锥波前传感器模块（4）由调制倾斜镜（6）、聚焦器（7）、棱锥（8）、后继聚焦器（9）和探测器（10）组成；所述自适应光学系统闭环工作前需要对传递函数矩阵进行测量，以一束平行光入射到波前校正模块（1），然后经过分光模块（2）后一部分光入射到棱锥波前传感器模块（4），根据采用的闭环控制模式，在波前校正模块（1）上施加模式面形，此时通过控制调制倾斜镜（6）让棱锥波前传感器模块（4）工作在调制模式下，光束经过聚焦器（7）后聚焦在棱锥（8）的顶点上，经过棱锥（8）的分光作用后，光束继续传输通过后继聚焦器（9），然后成像在探测器（10）上，通过记录探测器（10）上的成像光斑即获得棱锥波前传感器模块（4）在该模式面形下对应的探测信号，随后继续依次施加下一个模式面形并依次记录有调制工作模式下棱锥波前传感器模块（4）对应的探测信号，当所有模式面形对应的探测信号都测量完成后，即获得了系统在该闭环控制模式下的传递函数矩阵；当目标光入射，所述自适应光学系统开始闭环控制工作时，此时将调制倾斜镜（6）的控制电压置零，即让棱锥波前传感器模块（4）工作在无调制模式下，目标入射光经过波前校正模块（1）和分光模块（2）后，一部分光入射到棱锥波前传感器模块（4），记录下棱锥波前传感器对应的探测信号，控制模块（5）根据该探测信号并结合已经测量得到的有调制工作模式时的传递函数矩阵进行运算处理，得到反馈控制信号，驱动波前校正模块（1）对波前误差进行闭环补偿校正，经过分光模块（2）的另一部分光入射到成像模块（3），实现对目标的闭环校正成像。