摘要: 大气折射率直接影响光信号在空气中的传播速度，从而影响光波的相位特性，使均匀波前出现失真现象。自适应光学系统能够实时校正畸变的波前，使得系统获得接近衍射极限的成像。随着变形镜制作技术与工艺的提高，使得自适应光学系统具有更小的体积，更... 展开 大气折射率直接影响光信号在空气中的传播速度，从而影响光波的相位特性，使均匀波前出现失真现象。自适应光学系统能够实时校正畸变的波前，使得系统获得接近衍射极限的成像。随着变形镜制作技术与工艺的提高，使得自适应光学系统具有更小的体积，更低的功耗，其应用范围越来越广。从天文观测的望远镜系统到眼科视网膜检测系统，从激光通信系统到激光核聚变系统，都有自适应光学系统的身影。对其进行深入的研究，不仅仅是由于其广阔的市场前景，更重要的是国防现代化与信息化的强烈要求。 在激光通信领域，尤其是长距离激光通信领域，我国仍然处于较为落后的位置，所以为了与国际研发水平保持一致，本文将对自适应光学系统进行相关的理论研究，并搭建平台进行相关的实验测试。 本论文概述了自适应光学系统的组成及其相关的理论基础，通过对自适应光学系统关键技术的研究，重点分析了基于Zernike模式法的自适应系统的实现。测定变形镜的响应函数是变形镜使用过程中最重要的一个环节，本文通过MATLAB对所测数据进行线性拟合，推导出变形反射镜电压控制矩阵，根据重构算法进行波前校正。在实验平台搭建方面，根据系统的实时性要求，设计了硬件系统与软件系统，最终对校正效果进行了分析比较。 论文共分为六章。第一章是绪论，讲述了自适应光学系统研究的背景，分析了自适应光学技术的国内外发展动态，概述了本文的研究内容及意义。第二章围绕自适应光学的基本组成展开讨论，其中包括波前传感器，波前处理器和波前校正器。第三章针对自适应光学系统的关键技术作了分析研究，为波前处理器相关的硬件软件设计打下了理论基础。第四章是本文的研究重点，详细的讲述了波前处理器的设计流程，包括使用FPGA实现相关算法，以及使用AltiumDesigner绘制原理图、设计PCB板。第五章通过基于Zernike模式法的自适应光学系统实验测试平台，对系统的整体性能进行了测定，达到了实验预期目的。第六章对本文进行了总结，并提出了今后的研究方向。 收起