检索结果-内蒙古大学图书馆

应用光学 2025年第2期46卷 380-387页

作者：杨伟斌王春艳张为国王金玉夏良平杜春雷孙昊长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 中国科学院重庆绿色智能技术研究院微纳制造与系统集成研究中心重庆400714 长江师范学院微纳光电器件与智能感知系统重点实验室重庆408100 珠海迈时光电科技有限公司广东珠海519060

随着微透镜的广泛应用,微透镜光学性能的快速检测是使用者和加工人员亟待解决的关键问题。提出利用哈特曼波前传感器来检测微透镜波前,从而快速表征其光学性能。为了验证该方法的可行性,设计了利用哈特曼传感器测量微透镜波前的总体方案... 详细信息

随着微透镜的广泛应用,微透镜光学性能的快速检测是使用者和加工人员亟待解决的关键问题。提出利用哈特曼波前传感器来检测微透镜波前,从而快速表征其光学性能。为了验证该方法的可行性,设计了利用哈特曼传感器测量微透镜波前的总体方案,搭建了测量实验系统,并对测量的误差源进行了分析。结合实验方案,研究质心提取算法、Zernike多项式波前重构算法,保证光斑质心提取精度及波前重构精度,并分析了待测透镜孔径衍射对波前检测精度的影响。结合200μm的凸透镜进行波前检测实验,得到了其波前误差和初级像差信息,为微透镜光学性能的快速检测提供了一种全新的思路。

关键词：微透镜哈特曼传感器质心提取波前重构光学性能

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哈特曼传感器仿真平台设计

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红外与激光工程 2015年第2期44卷 567-571页

作者：武超群李梅周璐春中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

为了实现波前处理机脱离以哈特曼传感器为核心的波前探测光学系统,独立地进行处理机算法的设计和验证,采用软、硬件结合的方式,设计了哈特曼传感器输出图像仿真平台。上位机仿真监控软件采用VC和MATLAB联合编程,根据哈特曼传感器工作原... 详细信息

为了实现波前处理机脱离以哈特曼传感器为核心的波前探测光学系统,独立地进行处理机算法的设计和验证,采用软、硬件结合的方式,设计了哈特曼传感器输出图像仿真平台。上位机仿真监控软件采用VC和MATLAB联合编程,根据哈特曼传感器工作原理和结构,仿真生成哈特曼图像,并完成与硬件电路交互命令和传输数据的功能。以FPGA为核心的主控电路,完成发送响应信号、接收监控软件发送的读写指令、存储数据的功能,并根据实际CCD时序实时输出标准Camera Link接口格式的图像数据。经验证,软件仿真图像和实际输出相符;仿真平台输出表明硬件时序正确,满足设计速度要求。

关键词：哈特曼传感器 CCD相机 VC FPGA

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哈特曼传感器测量人眼波像差的特性研究

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光电工程 2003年第3期30卷 1-5页

作者：全薇凌宁王肇圻饶学军王成陈志辉南开大学现代光学研究所天津300071 中国科学院光电技术研究所四川成都610209

准确测量人眼波像差,对提高正常眼睛的视力和人眼屈光矫正手术具有重要的实验和临床价值。对哈特曼传感器测量人眼波像差的精确性和重复性进行了研究,测量人眼离焦的精度为0.2D,波像差的平均偏差为0.065mm。

关键词：波像差人眼波像差波前传感器哈特曼传感器

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超松弛法哈特曼传感器波前重构仿真分析

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激光与红外 2002年第1期32卷 18-19页

作者：朱彬杨泽平许冰胡渝成都大学四川成都610032 中国科学院光电技术研究所四川成都610209 电子科技大学应用所四川成都610054

哈特曼传感器是一种对环境要求低 ,测量精度高的光束质量测量仪器 ,但传统方法不能对任意形状的光斑进行波前重构 ,即光束质量测量。文中采用超松弛法进行计算机仿真 ,验证了该方法能够适应任意入射形状光斑的波前复原。

关键词：哈特曼传感器波前重构超松池法仿真分析

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自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准误差的测量方法

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红外与激光工程 2011年第2期40卷 287-292页

作者：顾乃庭杨泽平黄林海饶长辉中国科学院光电技术研究所自适应光学实验室四川成都610209 中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院研究生院北京100039

提出了一种可以实现自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准的方法。该方法通过给用来做标记的驱动器施加电压来表征变形镜的位置,利用哈特曼探测变形镜镜面面形的斜率分布信息获取驱动器的准确位置,并据此计算哈特曼传感器和变形镜... 详细信息

提出了一种可以实现自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准的方法。该方法通过给用来做标记的驱动器施加电压来表征变形镜的位置,利用哈特曼探测变形镜镜面面形的斜率分布信息获取驱动器的准确位置,并据此计算哈特曼传感器和变形镜之间位置失配,为二者的自动对准提供依据;阐述了该方法的对准原理,推导了哈特曼和变形镜之间位置失配计算公式;以45单元自适应光学系统为例,展开对该对准方法的模拟仿真。结果表明:当二者的平移失配和旋转失配误差小于2倍子孔径大小和小于10°时,测量误差分别小于子孔径大小的5%和0.15°,能够准确测量自适应光学系统中哈特曼传感器和变形镜之间的位置失配。

关键词：自适应光学哈特曼传感器变形镜对准误差测量

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基于哈特曼传感器的角锥棱镜误差测量

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光子学报 2007年第12期36卷 2227-2230页

作者：张金业李松周辉郑国兴湖北工业大学理学院武汉430068 武汉大学电子信息学院武汉430079

使用哈特曼-夏克波前传感器同时检测角锥棱镜角度误差和面形误差.对检测原理、实验装置及检测过程做了详细的描述,并用最小二乘法对数据进行处理.实验结果表明,用哈特曼法能够高准确度、全面检测角锥棱镜误差.

关键词：角锥棱镜直角误差面形误差哈特曼传感器最小二乘

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哈特曼传感器数字模拟器设计

哈特曼传感器数字模拟器设计

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作者：杜磊中国科学院大学

学位级别：硕士

自适应光学系统中，哈特曼传感器探测到的波前信息通常都通过高帧频相机采集输出，然后由波前处理机完成斜率计算、波前复原运算和控制运算。在自适应光学系统研制时，一旦系统指标确定以后，为了缩短研制周期，哈特曼传感器和波前处理... 详细信息

自适应光学系统中，哈特曼传感器探测到的波前信息通常都通过高帧频相机采集输出，然后由波前处理机完成斜率计算、波前复原运算和控制运算。在自适应光学系统研制时，一旦系统指标确定以后，为了缩短研制周期，哈特曼传感器和波前处理机需要同步进行设计和研制，以便部件同步研制完成后开展自适应光学系统集成调试。然而，波前处理机的调试通常都需要哈特曼传感器的配合，并且需要搭建必要的光学系统，有正常的图像信息输出之后才能进行。这样必然会给波前处理机以及后续电控系统的研制周期带来很大压力。因此，如果可以建立一个模拟哈特曼传感器进行子光斑阵列图像输出的信号源，则可以摆脱波前处理机调试时对实际哈特曼传感器的依赖、缩短其研制周期。本文的目的就是要研究建立这样一个信号源，即哈特曼传感器数字模拟器的方法和技术。　　该哈特曼传感器数字模拟器的原理是：使用数字电路的方法模拟产生哈特曼传感器中高帧频CCD相机的信号输出时序，通过对一帧或多帧哈特曼子光斑阵列图像的循环输出，从而实现对哈特曼传感器的模拟。　　本文首先研究了哈特曼传感器的结构和功能，分析了其核心器件高帧频CCD的相机信号输出方式和接口特点。然后完成了哈特曼模拟器的硬件电路设计，以及包括PC应用程序、USB固件程序和FPGA程序的软件系统设计。在此基础上完成了硬件电路调试、软件调试和系统集成调试。该模拟器主要由USB接口模块、数据存储模块、主控模块和Camera Link接口模块组成：哈特曼子光斑阵列图像数据通过USB总线预存入数据存储模块，在FPGA控制逻辑作用下循环读出，通过Camera Link接口输出。最后对哈特曼模拟器的性能进行了实验验证，结果表明该模拟器满足所需的功能，并能够实现对数据输出速率达200MB/S的哈特曼传感器进行模拟。　　本文设计的哈特曼传感器数字模拟器，探索了一种模拟高帧频数字CCD相机的方法，对同类设计具有借鉴意义。

关键词：哈特曼传感器数字模拟器 USB总线 FPGA技术 Camera Link接口子光斑阵列图像输出

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湍流大气中哈特曼传感器的模式波前复原误差

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强激光与粒子束 2000年第2期12卷 149-154页

作者：李新阳姜文汉王春红鲜浩中国科学院光电技术研究所国家863计划大气光学重点实验室成都610209

分别采用 Zernike和 Karhunen-loeve两种模式波前复原法 ,分析了子孔径斜率测量不受噪声影响的理想情况下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与大气湍流相干长度、传感器的结构尺寸、模式复原阶数等的关系。结果表明 Karhu... 详细信息

分别采用 Zernike和 Karhunen-loeve两种模式波前复原法 ,分析了子孔径斜率测量不受噪声影响的理想情况下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与大气湍流相干长度、传感器的结构尺寸、模式复原阶数等的关系。结果表明 Karhunen-loeve模式法比 Zernike模式法的波前复原误差更小些。

关键词：哈特曼传感器大气湍流模式波前复原

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湍流大气中哈特曼传感器的模式波前复原误差II

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强激光与粒子束 2000年第3期12卷 319-323页

作者：李新阳姜文汉王春红鲜浩中国科学院光电技术研究所国家863计划大气光学重点实验室成都双流610209

分别采用 Zernike和 Karhunen-Loeve两种模式波前复原法 ,分析了在子孔径斜率测量噪声影响下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与模式复原阶数等的关系。发现最优模式复原阶数主要与哈特曼传感器的子孔径斜率探测信噪比... 详细信息

分别采用 Zernike和 Karhunen-Loeve两种模式波前复原法 ,分析了在子孔径斜率测量噪声影响下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与模式复原阶数等的关系。发现最优模式复原阶数主要与哈特曼传感器的子孔径斜率探测信噪比有关。分析了一个哈特曼传感器对实际大气湍流畸变波前的测量结果 ,给出了确定传感器测量噪声的方法。

关键词：哈特曼传感器大气湍流波前复原自适应光学

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基于深度强化学习的哈特曼传感器标定优化技术研究

基于深度强化学习的哈特曼传感器标定优化技术研究

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作者：胡珂中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)

学位级别：博士

哈特曼传感器是一种常见的波前探测器,它的基本工作流程是:首先将待测波前进行采样,得到光斑图像;然后选取合理的质心算法得到各个子光斑图像的质心位置,再从中减去标定质心位置,得到波前斜率;最后通过波前复原算法,由斜率信息复原出待... 详细信息

哈特曼传感器是一种常见的波前探测器,它的基本工作流程是:首先将待测波前进行采样,得到光斑图像;然后选取合理的质心算法得到各个子光斑图像的质心位置,再从中减去标定质心位置,得到波前斜率;最后通过波前复原算法,由斜率信息复原出待测波前,完成波前探测。为了复原出准确的波前,一方面,需要选取合适的质心算法;另一方面,需要用近似理想的光源进行同光轴标定,得到标定质心位置。自适应光学系统需要对哈特曼传感器探测到的波前畸变进行校正。由于在校正过程中,标定质心位置被近似等效为理想波前,因此标定位置的准确性是决定校正能力上限的重要因素。当标定过程受到多方面误差影响较大时,会带来三个问题:1.如何选取合适的光斑质心计算方法;2.如何解决因标定光源的波前状况不理想导致的标定位置不准确;3.当系统其余部分的误差较大且误差不能等效为质心偏移时,如何解决标定位置不能被等效为理想波前的问题。为了解决哈特曼传感器面临的上述问题,本文提出了一种新的解决思路。以自适应光学系统为平台,为了得到系统的最佳标定位置,首先将过程中所有误差的影响看作是线性映射与非线性映射的集合;然后通过end-to-end的方式,对斜率到控制信号的过程进行寻优,得到最优策略,最优策略下的波前残差代表了系统对于当前入射像差的最大校正能力;最后,用这个残差去更新传统的有误差的标定位置,得到了基于系统的标定。这样的思路解放了在物理过程建模和误差分析中的工作量以及对标定光源光束质量的苛刻要求,理论上仅依靠算法便能完成任务。基于这种新思路,本文提出了一种基于深度强化学习的哈特曼传感器标定优化方法,并取得了一系列创新性成果。第一,对强化学习理论在目标场景的可行性进行了研究。马尔可夫相关理论是解决时间贯序问题的有力数学工具,但在自适应光学领域,并没有过深入的相关研究。本文针对这一空白的研究方向,验证了自适应光学系统的状态转移过程满足马尔可夫性;自适应光学系统的波前补偿过程属于马尔可夫决策过程。最后,在马尔可夫的理论框架下研究了适用于自适应光学系统的基于强化学习的优化方法。第二,进一步确定了目标场景属于确定性策略范畴。在这个结论下,针对系统中的非线性误差集合和固定误差集合,可采用end-to-end的全局优化方式并运用深度学习设计了end-to-end的策略网络和动作值函数网络结构;然后将上述两个网络植入强化学习的Actor-Critic的框架;最后在确定性策略梯度理论下,确定了Actor网络与Critic网络的梯度交互和梯度更新的方式,并研究了适合自适应光学系统的网络结构和参数范围。第三,确立了基本结构后,在策略探索方面,针对自适应光学系统高维连续输出的特点,提出了一种带衰减项的正态分布探索策略,并和传统的OU探索策略进行了对比;在奖励函数方面,以斯特列尔比、因子、像清晰度函数等光束评价指标为基础,设计出值域统一且梯度上升方向一致的奖励函数,并分别验证了其收敛特性,并在仿真中完成验证。第四,针对强化学习的训练过程中样本量需求大的问题,在训练Critic网络时提出了基于k回合随机TD-n的方法,将样本利用率提高了1.5倍;针对训练前期收敛过程震荡、收敛速度慢的问题,提出了基于有监督学习的网络预训练和加入引导经验池的Double Reply Buffer两种方案。最后在实验中验证了方法的可行性。通过本文的研究,证明了在自适应光学系统中,一种基于深度强化学习的哈特曼传感器的end-to-end标定优化方式是可行的,并为光学领域其他满足马尔可夫性的过程优化问题提供了一种新的解决思路。

关键词：哈特曼传感器标定优化强化学习深度学习自适应光学

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