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 中国科学院大学，北京 100049
针对Miguel等人提出的质量图引导相位解包裹算法中串行运算效率较低的缺点，构造了一种多个低可靠度区块并行合并的改进算法。在满足原始算法设计思想的前提下，对解包裹路径进行重新定义，并根据原始算法的解包裹路径非连续的特性，构建了一种低可靠度区块乱序合并的策略，使得多个低可靠度区块的合并任务可以同时进行。改进算法采用多线程软件架构，主线程负责循环遍历未处理的区块，子线程接收待处理的区块执行合并任务。实验结果表明，改进方法与原始算法的处理结果完全一致，而并行改进策略可有效利用计算机多核资源，使得相位解包裹算法的运行效率提高了50%以上。
相位解包裹 质量引导 路径相关 并行计算 相位测量 phase unwrapping quality guidance path dependent parallel computing phase measurement
1 中国科学院光电技术研究所中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
自适应光学系统涉及到光学、电控等多个领域，因此分析和提高自适应光学电控系统的可靠性是非常必要的。引入基于故障树的分析方法，对自适应光学电控系统中影响成像的关键模块，例如波前探测单元、波前处理单元，建立了系统的故障树模型，并对其定性分析得到了系统的最小割集，定量分析得到了系统的故障概率以及底事件概率的重要度排序。根据分析结果，可以有效地提高系统的稳定性，优化系统设计。
自适应光学 电控系统 故障树分析法 可靠性 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 010102
1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 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。
哈特曼传感器 CCD相机 Hartmann-Shack wavefront sensor CCD camera VC VC FPGA FPGA
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A 127-element adaptive optical system has been developed and integrated into a 1.8-m astronomical telescope in September 2009. In addition, the first light on a high-resolution imaging for stars has been achieved (September 23, 2009). In this letter, a 127-element adaptive optical system for 1.8-m telescope is described briefly. Moreover, star observation results in the first run are reported. Results show that the angular resolution of the system after adaptive optics correction can attain 0.1 arcsec, which approaches the diffraction limit of 1.8-m telescope at 700–900 nm band.
自适应光学系统 哈特曼传感器 跟踪 首次结果 性能 220.1080 Active or adoptive optics 010.1285 Atmospheric correction 010.1330 Atmospheric turbulence Chinese Optics Letters
2010, 8(11): 1019
波前复原算法是自适应光学波前信号处理的中枢部分。针对波前复原算法计算量大、算法简单规则的特点,本文研究了波前复原部分的并行算法以及复原矩阵的子孔径行系数簇变换和循环矩阵分解法,同时建立了基于控制流的波前复原脉动阵列。针对一套128单元自适应光学系统,进行了基于控制流波前复原脉动阵列和传统复原脉动阵列的实验研究,实验结果表明基于控制流的波前复原脉动阵列在实时性上略逊于传统脉动复原阵列,资源占用仅为传统脉动复原阵列的几十到几百分之一。
自适应光学系统 波前复原运算 矩阵运算 并行算法 脉动阵列 adaptive optics system wave-front reconstruction matrix calculation parallel arithmetic systolic array
中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
云南天文台1．2m望远镜61单元自适应光学系统已经完成升级改造并投入使用。该自适应光学系统主要由倾斜跟踪控制回路、高阶校正回路以及高分辨力成像系统组成。为了提高系统的跟踪精度，倾斜跟踪控制回路由两级倾斜校正回路串联而成，用于校正望远镜的跟踪误差和大气湍流引起的倾斜跟踪误差。高阶校正回路主要由一套哈特曼波前传感器、一块61单元变形反射镜以及一套高速数字波前处理机组成。系统中哈特曼波前传感器的工作波段为400～700nm，系统成像波段为700～900nm。在介绍61单元自适应光学系统各组成部分的基础上，对该系统的性能进行了分析，并给出了实际天文恒星目标的高分辨力自适应光学成像观测结果。
自适应光学 波前传感器 跟踪 性能分析 adaptive optics Hartmann-Shack wavefront sensor tracking performance analysis
中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
在自适应光学系统中,波前复原是波前处理中运算量较大的部分,其运算速度直接影响波前处理机的实时性和系统的控制带宽.根据波前复原算法的特点,提出了用脉动阵列实现基于FPGA的实时波前复原处理方法,采用流水和并行处理技术,提高系统的吞吐率;极大地提高了运算速度.该方法实时性强,模块化程度高.
自适应光学 波前复原 脉动阵列 现场可编程门阵列
中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
以61单元自适应光学系统中的高速实时波前处理机为例,分析了传统基于DSP的波前斜率处理方法的优缺点,提出了一种基于FPGA技术,采用单像素控制的新型波前斜率处理方法,该方法可使得波前斜率处理机的实时性更强、体积更小,并能适用于不同子孔径布局和不同子孔径数的自适应光学系统.
自适应光学 波前处理机 FPGA
