| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-36页 |
| 1.1 引言 | 第12-13页 |
| 1.2 自适应光学的历史及国内外发展趋势 | 第13-20页 |
| 1.3 自适应光学系统组成及波像差描述 | 第20-28页 |
| 1.3.1 波像差的描述 | 第20-21页 |
| 1.3.2 自适应光学系统组成 | 第21-28页 |
| 1.3.2.1 波像差探测-波前传感器 | 第21-24页 |
| 1.3.2.2 波像差的校正-波前校正器件 | 第24-25页 |
| 1.3.2.3 控制系统-波前实时处理器 | 第25-28页 |
| 1.4 波前处理系统发展历史及国内外发展趋势 | 第28-31页 |
| 1.4.1 国外波前处理系统发展现状及趋势 | 第28-31页 |
| 1.4.2 国内波前处理系统发展现状 | 第31页 |
| 1.5 本文的主要研究内容、主要贡献与创新 | 第31-34页 |
| 1.6 本论文的结构安排 | 第34-36页 |
| 第二章 Kolmogorov大气湍流自适应光学校正误差分析 | 第36-60页 |
| 2.1 引言 | 第36-37页 |
| 2.2 近场的波像差与远场的能量集中度的关系 | 第37-49页 |
| 2.2.1 光束评价指标简介 | 第37-39页 |
| 2.2.1.1 斯特列尔比 | 第37-38页 |
| 2.2.1.2 M_2因子 | 第38页 |
| 2.2.1.3 桶中功率及β因子 | 第38-39页 |
| 2.2.2 Marechal近似条件下斯特列尔比与波像差的均方根的关系 | 第39-42页 |
| 2.2.3 自适应光学系统校正后波像差的均方根的组成 | 第42-49页 |
| 2.2.3.1 波前传感器探测误差及对波像差的影响 | 第43-45页 |
| 2.2.3.2 大气湍流空间拟合误差 | 第45-47页 |
| 2.2.3.3 Kolmogorov大气湍流时域校正误差经典估计 | 第47-49页 |
| 2.3 实际系统中控制系统模型及时域误差分析 | 第49-53页 |
| 2.3.1 大气湍流模型 | 第49-51页 |
| 2.3.2 基于积分控制器的闭环控制系统模型 | 第51-52页 |
| 2.3.3 大气湍流引起的光学畸变经过控制系统后的误差 | 第52-53页 |
| 2.4 延迟及帧频对系统残差的影响 | 第53-58页 |
| 2.4.1 理想处理系统下的f_c的物理意义 | 第53-54页 |
| 2.4.2 真实系统下延迟与帧频对系统残差的影响 | 第54-58页 |
| 2.4.2.1 不同延迟对系统稳定性的影响 | 第54-56页 |
| 2.4.2.2 相同相位裕度时不同延迟对误差的影响 | 第56-58页 |
| 2.4.2.3 不同延迟与帧频对带宽的影响 | 第58页 |
| 2.5 大单元数自适应光学实时处理系统面临的技术问题 | 第58-59页 |
| 2.6 本章小结 | 第59-60页 |
| 第三章 CPU计算性能对大单元数AO系统的适应性研究 | 第60-72页 |
| 3.1 引言 | 第60-61页 |
| 3.2 自适应光学系统计算需求及CPU的计算特性 | 第61-71页 |
| 3.2.1 自适应光学各部分计算及特性分析 | 第61-63页 |
| 3.2.2 各种架构对计算特性的适应性分析 | 第63-64页 |
| 3.2.3 利用CPU实现复原运算的计算性能 | 第64-70页 |
| 3.2.3.1 向量指令优化性能 | 第64-66页 |
| 3.2.3.2 CPU实现复原运算的运算特性 | 第66-70页 |
| 3.2.4 性能对比 | 第70-71页 |
| 3.3 本章小结 | 第71-72页 |
| 第四章 基于CPU的AO实时处理系统的架构及性能研究 | 第72-92页 |
| 4.1 引言 | 第72-73页 |
| 4.2 利用CPU实现自适应光学的实时处理 | 第73-82页 |
| 4.2.1 实时处理架构及延迟概述 | 第74-75页 |
| 4.2.2 系统的软件环境及对延迟的影响 | 第75-78页 |
| 4.2.2.1 系统调度延迟 | 第77页 |
| 4.2.2.2 计算抖动 | 第77-78页 |
| 4.2.3 高速传输技术及对延迟的影响 | 第78-82页 |
| 4.2.3.1 传输技术简介 | 第79-80页 |
| 4.2.3.2 基于串行传输的自适应光学实时处理硬件架构 | 第80-81页 |
| 4.2.3.3 顺序处理下传输对延迟的影响 | 第81页 |
| 4.2.3.4 流水线处理模式下传输对延迟的影响 | 第81-82页 |
| 4.3 实验验证 | 第82-90页 |
| 4.3.1 大气湍流特征参数测试平台 | 第83-85页 |
| 4.3.2 2415单元自适应光学实时计算结果及不同架构性能对比 | 第85-88页 |
| 4.3.3 595单元自适应光学室内实验闭环 | 第88-89页 |
| 4.3.4 137单元激光通信自适应光学系统模拟湍流实验及理论对比 | 第89-90页 |
| 4.4 本章小结 | 第90-92页 |
| 第五章 闭环控制自适应光学系统变形镜约束技术研究 | 第92-104页 |
| 5.1 引言 | 第92-94页 |
| 5.2 变形镜约束的数学原理 | 第94-97页 |
| 5.2.1 变形镜约束的目标 | 第94-95页 |
| 5.2.2 限定向量的直接斜率控制算法简介及对系统性能的影响 | 第95-96页 |
| 5.2.3 基于向量投影抑制的算法 | 第96-97页 |
| 5.3 数值仿真分析 | 第97-103页 |
| 5.3.1 不带倾斜时的校正效果及对平移的约束能力对比 | 第97-100页 |
| 5.3.2 带倾斜残差时的像差校正效果及对倾斜的约束能力 | 第100-103页 |
| 5.4 本章小结 | 第103-104页 |
| 第六章 非Marechal近似条件下实时复原算法优化 | 第104-119页 |
| 6.1 引言 | 第104-106页 |
| 6.2 板条激光器像差特性以及采用直接斜率法校正 | 第106-111页 |
| 6.2.1 板条固体激光器的像差特性 | 第106-108页 |
| 6.2.2 采用最小二乘标准的直接斜率法实现对系统的校正 | 第108-111页 |
| 6.3 加权最小二乘复原算法原理 | 第111-113页 |
| 6.3.1 加权最小二乘复原算法 | 第111-112页 |
| 6.3.2 权重因子选取 | 第112-113页 |
| 6.4 实验对比 | 第113-117页 |
| 6.5 本章小结 | 第117-119页 |
| 第七章 总结与后续工作展望 | 第119-122页 |
| 7.1 本论文的主要研究内容 | 第119-120页 |
| 7.2 本论文的主要创新工作 | 第120页 |
| 7.3 后续工作展望 | 第120-122页 |
| 致谢 | 第122-124页 |
| 参考文献 | 第124-132页 |
| 攻博期间取得的研究成果 | 第132-133页 |
