作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所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
针对较强天光背景下基于暗弱钠导星的大气波前畸变像差实时探测需求,本文提出了一种综合滤波的主动式波前探测技术,完成了对该技术的理论分析、参数设计及探测能力预估,并将该技术应用于传统哈特曼波前探测器,开展了基于钠导星的大气波前畸变像差探测实验。在约10 W/(m2·sr)的天光背景条件下,实现了基于钠导星同步采样大气波前畸变像差的实时探测。本工作对实际钠导星自适应光学系统应用的工作时段扩展进行了有益尝试。
自适应光学 钠导星 天光背景 波前探测 
中国激光
2024, 51(8): 0804002
马瑞浩 1,2甘永东 1,2,*李新阳 1,2梅月 1,2[ ... ]吴天祎 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院自适应光学重点实验室,成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
提出一种非稳腔激光器光瞳位置提取的方法,用于光路自动准直中光瞳位置的提取。首先使用双边滤波对原始图像进行预处理,然后用系数β乘以大津算法的图像阈值得到图像的阈值,对图像进行阈值分割。得到二值图像后,对二值图像进行中值滤波。通过边缘提取算法提取二值图像中的轮廓,然后利用轮廓的中心和组成轮廓的点的数目这两个轮廓属性,找到光瞳图像的内轮廓。使用RANSAC椭圆拟合算法拟合内轮廓,以椭圆的中心作为光瞳的位置。本文提出的光瞳位置提取方法,在满足实时性要求的同时,减少了内轮廓噪声对椭圆拟合的影响,提高了光瞳位置提取结果的准确性和鲁棒性。在100帧仿真光瞳图像的内轮廓中添加40%幅值为0~13的随机噪声点的情况下,所提方法比直接椭圆拟合方法的提取结果具有更高的准确性和鲁棒性,提取位置偏差的AVG比直接椭圆拟合的结果小0.283个像素、位置偏差的最大值小0.660个像素、位置偏差的RMS小0.136个像素。
光路自动准直 光瞳 RANSAC椭圆拟合 轮廓提取 显卡加速 Optical path auto-collimation Pupil RANSAC ellipse fitting Contour extraction Graphics card acceleration 
光子学报
2023, 52(6): 0610001
作者单位
摘要
1 中国科学院 光电技术研究所,成都 610209
2 国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
强激光与粒子束
2023, 35(4): 041000
刘家盈 1,2,3李自强 1,2杨然 1,2,3邹凡 1,2,3[ ... ]李新阳 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 自适应光学重点实验室,成都 610209
2 中国科学院 光电技术研究所,成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
主要介绍了近年来光纤激光相控阵相干合成技术的发展现状,总结了中国科学院光电技术研究所在这方面的最新研究成果,包括基于振幅调制的光纤激光相控阵相干合成能力优化、光纤激光相控阵实现收发一体相干合成、光纤激光相控阵的目标在回路相干合成、光纤激光相控阵在大气湍流下实现耦合接收光束的共相合束、基于多孔径波前探测的相干合成方法、基于自适应光纤准直器和微透镜阵列的光束大角度高精度连续寻址扫描等。以上研究工作将促进光纤激光相控阵技术朝向更多单元、更高功率、更远距离等方向演进,并推动其与激光大气传输、空间激光通信、自适应光学等理论和应用的结合与发展。
光纤激光相控阵 相干合成 分布式孔径 相位调控 自适应光学 phased fiber laser array coherent beam combination distributed-apertures phase regulation adaptive optics 
强激光与粒子束
2023, 35(4): 041003
周鑫 1,2,3邹凡 1,2,3姜佳丽 1,2李枫 1,2[ ... ]李新阳 1,2
作者单位
摘要
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
甚多孔径光纤激光阵列是构建大功率、高光束质量、等效光学大口径的新兴技术手段之一,而基于相位精密操控实现阵列激光束的共相,乃至快速、灵活的光束偏转是当前光纤激光相控阵技术面向应用的关键。本文将光学相控扫描技术与光纤激光相干合成系统相结合,研究了甚多孔径光纤激光相控阵的光束扫描特性,通过改变准直激光阵列相邻子孔径间的相位差实现了光束扫描。对比分析了19、133、703孔径光纤激光相控阵的远场扫描光束形态分布特征,据此定义并计算了扫描极限范围。该结果为后续开展光纤激光相控阵在长程传输下精确指向控制实验研究提供了理论依据。

光纤激光相控阵 光束扫描 甚多孔径 相位操控 fiber laser phased array beam steering numerous sub-aperture phase control 
光电工程
2022, 49(7): 210414
李枫 1,2邹凡 1,2姜佳丽 1,2左竞 1,2[ ... ]李新阳 1,2
作者单位
摘要
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
中国激光
2022, 49(6): 0616002
周鑫 1,2李新阳 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所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
实际自适应光学控制系统中存在的时间延迟,导致校正器生成的校正面形与实际的波前畸变不匹配,产生校正滞后误差。基于大气冻结湍流假设,提出了一种基于运动估计的波前畸变预测方法,来补偿时间延迟带来的影响。方法具体采用模板匹配算法,根据参考帧和当前帧的波前复原图像进行大气湍流运动方向估计,然后对当前帧进行移动处理来实现对下一帧图像的预测。通过采用不同采样频率、不同横向风速度的仿真数据对比,评估预测方法的适用范围,讨论回溯帧数对预测效果的影响。也与采用最小递归二乘(RLS)模式预测方法的预测效果进行比较。仿真结果显示,在波前复原图像变化趋势较为明显的情况下,即横向风对大气湍流变化影响占主导地位时,方法表现更好,使得在天气较为恶劣的情况下仍能保持更佳的预测效果。最后使用实际天狼星观测数据对预测方法进行验证,整体仍保持预测效果。
自适应光学 湍流预测 运动估计 波前校正 adaptive optics turbulence prediction motion estimation wavefront correction 
光电工程
2021, 48(10): 210288
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
2 电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 610054
3 中国科学院云南天文台,云南 昆明 650216
为改善sCMOS读出电路工艺偏差导致的非均匀性问题,本文提出了自适应多点非均匀性校正方法。算法首先以搜寻最小范数点、阈值比较的方式分别确定最优分段点的位置以及最佳分段数量,然后再根据这些分段信息在各区间段分别进行两点校正。通过该自适应方法可有效改善传统多点法中由于分段参数选择不当导致的校正性能下降。同时,为实现实时的非均匀性校正,文中根据自适应多点法的算法特点,提出了一种与之匹配的嵌入式数据串流校正方案,可在不影响现有相机采集结构以及采集速率的情况下实现非均匀性的校正。
非均匀性 多点法 自适应 实时处理 non-uniformity multipoint adaptive real-time processing 
光电工程
2021, 48(5): 210036
作者单位
摘要
1 中国科学院 自适应光学重点实验室,成都 610209
2 中国科学院 光电技术研究所,成都 610209
波前传感是自适应光学系统的重要组成部分,在地基大口径望远镜、激光大气传输、无线光通信、激光驱动核聚变等领域发挥了关键作用,同时也常应用于自由曲面的光学测量中。与此同时,深度学习作为一种较为通用的前沿技术,成功在计算机视觉、自然语言处理等众多领域取得了革命性进展。使用深度学习的方法改进自适应光学系统中的波前传感器,以期实现更精准的波前探测,以及适应更复杂的应用场景是自适应光学的发展趋势,也是深度学习应用领域的一个新课题。介绍了深度学习在自适应光学波前传感中的应用现状,主要分析了在相位反演波前传感器和哈特曼波前传感器中的研究特点,并在最后进行了总结和展望。
自适应光学 深度学习 波前传感 相位反演 哈特曼波前传感器 adaptive optics deep learning wavefront sensing phase retrieval Shack-Hartmann wavefront sensor 
强激光与粒子束
2021, 33(8): 081001
杨旭 1,2,3,4耿超 1,3李小阳 1,2,3,4李枫 1,3[ ... ]李新阳 1,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 自适应光学重点实验室,成都 610209
2 电子科技大学 光电科学与工程学院,成都 610054
3 中国科学院 光电技术研究所,成都 610209
4 中国科学院大学,北京 100049
光学相控阵光束扫描技术在激光雷达、空间光通信和光开关等领域拥有巨大的应用潜力。微透镜阵列光学相控阵可以通过微透镜阵列间μm量级的相对位移同时对多个出射光束的二维倾斜相位进行调制,从而实现大角度二维光束扫描,具有出射口径大、结构简单、体积小、微惯性、多功能等优点。首先介绍了微透镜阵列光学相控阵的扫描原理,之后对微透镜阵列光学相控阵国内外的发展现状、应用和现阶段存在的问题进行了阐述,最后对微透镜阵列光学相控阵的发展趋势进行了展望。
光束扫描 光学相控阵 微透镜阵列 离散寻址 连续寻址 beam scanning optical phased array microlens array discrete addressing continue addressing 
强激光与粒子束
2021, 33(8): 081005

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