导读:本文包含了哈特曼探测器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:探测器,信息处理,夏克-哈特曼波前探测器,质心探测算法
哈特曼探测器论文文献综述
葛睿,申文,刘超,苏宙平,朱华新[1]（2018）在《夏克-哈特曼波前探测器的距离-幂指数加权质心探测算法》一文中研究指出对于暗弱目标探测,现有的方法仍然存在探测误差较大的问题,为了提高夏克-哈特曼波前探测器的质心探测精度,提出了一种改进的距离-幂指数质心探测算法。在不同情况下将所提算法与现有的几种质心算法进行对比,仿真结果表明,在不同信噪比、不同光斑直径、子区域不同像素等因素影响下,所提算法的质心探测误差低于其他算法的误差,且更为稳定。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年04期）
朱召义[2]（2017）在《提高哈特曼波前探测器动态性能的研究》一文中研究指出哈特曼波前探测器是一种高效的波前位相检测器件,被广泛应用于光学检测,自适应光学成像领域中。不同的应用场合对哈特曼波前探测器提出不同的要求,尤其是在人造卫星的自适应光学跟踪成像或地面附近扩展目标的高分辨率成像系统中需要实时探测大气湍流干扰而产生的波前畸变,而前者目标亮度会剧烈变化或者大气相干长度小于哈特曼波前探测器的子孔径使探测出错,后者目标会超过波前探测所限定的等晕角而难以重构波前。为了提高哈特曼波前探测器的动态性能,以满足上述应用要求开展了如下研究内容。1)针对亮度变化剧烈的弱目标的哈特曼波前探测技术研究。首先选用电子倍增CCD(EMCCD)应用于哈特曼波前探测器,通过设置适宜的电子倍增增益,增强信号,抑制读出噪声,提高探测灵敏度及信噪比。但是当目标亮度发生快速且大幅度变化时,设置固定增益已不再能满足要求,因此设计了EMCCD电子倍增增益的自动控制方法。由于大气湍流及光子噪声的影响,哈特曼波前探测器输出点斑阵列的亮度剧烈抖动,寻找稳定的监测信号成为增益自动控制的关键问题。实验中发现点斑阵列中每个点斑的最大亮度值相对于阵列的平均值是个足够稳定的量,可以准确反映目标的亮度变化。同时一帧点斑最大亮度的平均值满足CCD曝光方程,与目标亮度和增益均呈线性关系。实验还确定了增益控制的亮度目标值,利用亮度目标值与当前帧点斑最大亮度的平均值计算下一帧所需的增益值。实验结果表明,自动增益控制方法简单高效,使得波前探测信噪比保持在对应目标亮度的最高值,同时确保观测过程中不会出现饱和亮度保护而使增益回归为1的光斑骤减问题。2)增加哈特曼探测器子孔径内探测信息的方法研究。传统哈特曼波前探测器的子孔径光束均能近似为以不同倾角入射的平行光束,光束通过微透镜阵列后聚焦在ccd上,经过解算聚焦光斑的质心位置重构出整体波前。因此无论望远镜的口径多大,哈特曼波前探测器的子孔径应小于或等于大气相干长度r0~10cm,导致每个子孔径内收集的光能量很低,限制了探测灵敏度及探测极限星等。为提高哈特曼探测器的极限探测星等,将子孔径大小设计为15cm,大于一般观测站址的r0,子孔径内产生前5阶模式;为求出子孔径内波前的前5阶模式,将ccd相机置于微透镜阵列的离焦平面,子窗口设置4×4或6×6个ccd像素,利用phasediversity(pd)算法求解子孔径畸变波前,求解z2,z3的波前rms值的线性范围为3.0rad,z4,z5和z6为2.0rad,子孔径畸变波前求解误差小于0.01rad2,精度足够高。相对传统哈特曼探测器,整体波前重构所用模式数增加,重构精度提高,所需子孔径数减少为原来的一半,ccd信号处理时间减少。3)针对扩展目标的哈特曼波前探测方法研究。其关键问题是求解子孔径内扩展目标图像的偏移量,图像偏移量确定后波前重构的方法与传统方法相同。选用相关算法求取每个子孔径内图像与所选参考图像的相关函数,利用相关最大值对应的像素作为子孔径内图像的核心,再以核心像素为原点,取其x轴和y轴上相邻两像素的相关函数值分别进行抛物线插值,计算x,y两方向的极大值坐标即为该扩展目标的质心。优化参数,将子孔径窗口设置为32×32个像素、微透镜的爱里斑占2×2个像素,使用快速傅里叶变换(fft)进行相关运算,使得探测精度及处理速度满足要求。同时使用了亮度变换方法,降低图像细节变化对质心计算精度的影响。4)相关算法求解质心的方法在低信噪比点目标条件下的应用。对于低信噪比的暗弱点目标,在湍流干扰较强时难以在哈特曼波前探测器中呈现对称性良好的光斑,造成传统算法的质心计算误差,此时采用相关算法求解子孔径质心仍能保持较高的波前重构精度。实验中采用相关算法对5.5星等的弱光目标进行自适应光学校正成像,获得了优于质心算法的校正成像效果,同时编写了多cpu并行计算程序,满足了实时探测要求。综上,针对亮度剧烈变化的空间轨道目标提出了增益自动控制的高信噪比波前探测方法、针对传统哈特曼探测器子孔径受限于r0提出了子孔径内多项模式的求解算法、针对扩展目标探测使用了相关算法求解质心,使得哈特曼波前探测器的动态性能得以提高,拓展了哈特曼波前探测器的应用范围。(本文来源于《中国科学院长春光学精密机械与物理研究所》期刊2017-04-01）
李大禹,朱召义,王少鑫,宣丽[3]（2017）在《哈特曼波前探测器电子倍增增益的自适应控制方法》一文中研究指出本文提出自适应光学成像系统中哈特曼波前探测器电子倍增增益的自适应控制方法,以使哈特曼波前探测器保持较高的信噪比同时避免亮度过饱和。利用亮度接近哈特曼饱和值的光源作为被观测目标,探测到的光斑阵列中有一个最高亮度值I_m,统计200帧~500帧中的I_m,计算其相对统计帧数的均值ī_m、I_m相对ī_m的均方差值σm;设定理想最高亮度值ī_(ms)比饱和亮度低3.0σm~3.2σm;再将光斑的亮度最大值相对一帧阵列中的光斑数计算平均值记为I_a,实时监测I_a;依据信号强度I与增益G的线性关系,事先测得哈特曼波前探测器的技术特征参数k_a、k_m和理想最高亮度值ī_(ms),即可以由当前帧探测数据I_a和增益G_a计算得到所需调整的增益值G_(ms)。(本文来源于《液晶与显示》期刊2017年02期）
闫伟,陈志华,杜太焦,关奇[4]（2015）在《基于相关夏克·哈特曼波前探测器的自适应光学系统校正大气热晕的数值模拟》一文中研究指出建立了采用相关波前探测格式(Correlation Algorithm,COR)的自适应光学(Adaptive Optics,AO)系统的数值模型,对准直光束瞬态热晕效应自适应光学闭环校正进行了数值模拟,分析了不同热晕强度条件下,光子噪声和读出噪声对系统校正效果的影响,并与质心方法(Center of Gravity,COG)和阈值质心方法(Threshold Center of Gravity,TCOG)进行了对比。数值模拟结果表明,相关波前探测格式对噪声强度的变化具有更好的鲁棒性,可以较好地抑制噪声诱发的位相补偿不稳定性(Phase Compensation Instability,PCI),提高低信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)条件下大气热晕的校正效果和稳定性。(本文来源于《第二届全国大气光学及自适应光学技术发展研讨会论文集》期刊2015-11-15）
李文杰,穆全全,王少鑫,王海萍,杨程亮[5]（2015）在《哈特曼探测器的高精度调节机构》一文中研究指出设计了基于高精度直线驱动器和曲柄滑块机构的高精度二维角度调节机构,以实现2m口径望远镜中哈特曼探测器与自适应光学系统间的高精度对准与自动化调节。依据光学设计分析得出调节机构分别需满足±1°的调节范围和6"的调节精度。根据哈特曼探测器的外形结构和调节机构的整体布局,选择了调节机构中的主要参数,对整体调节机构进行了初始设计并分析了它的精度和动态特性。利用自准直仪设计了调节机构的检测系统,对设计的调节机构的调节范围、精度和动态性能进行了实际测量。结果表明:哈特曼探测器调节机构在俯仰和扭摆方向上的角度调节量均约为±1.2°,调节精度分别为0.43″和2.1″,均满足设计要求,为哈特曼探测器的高精度探测奠定了基础。(本文来源于《光学精密工程》期刊2015年10期）
解洪升,杨乐宝,李大禹,宣丽,夏明亮[6]（2015）在《人眼色差对夏克-哈特曼波前探测器的影响》一文中研究指出为获得高分辨率视网膜血管图像,在自适应成像系统中,采用双光源照明模式。由于人眼存在色差,采用双光源照明模式会导致探测到的波前与实际需校正波前不一致。采用36项Zernike多项式拟合人眼波前,利用Liou&Brenann、Navarro模型眼和真实人眼分析了人眼色差对夏克-哈特曼波前探测器的影响:对于Liou&Brenann和Navarro模型眼,561 nm和785 nm光的波前色差均方根值(RMS)分别为0.09λ和1.44λ,去除离焦项后的波前色差RMS值分别为0.0025λ和0.01λ;对于真实人眼,两光源的波前色差RMS值为1.92λ,去除离焦项后的波前色差RMS值为0.04λ。根据Maréchal判据,除离焦项外,色差对其他波前像差的影响均方根值小于衍射极限(1/14λ),故波前像差的影响可忽略。由色差造成的离焦量可通过移动成像相机进行补偿。从结果可以看出采用双光源照明的视网膜血管自适应光学成像方案是可行的。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2015年03期）
刘丽丽,封文江,高天附,张志美[7]（2012）在《哈特曼波前探测器波面重构精度研究》一文中研究指出活体人眼波前像差的精确探测一直是人眼自适应成像系统波前探测和波前校正的难点。以Shark-Hartman波前探测器(S-H)和液晶空间光调制器(LCOS)搭建了一套活体人眼像差探测及眼底自适应成像系统。对Shark-Hartman波前探测器(S-H)波面探测精度的影响进行研究。在液晶空间光调制器LCOS施加同阶等大小的波前畸变,探测不同情况下的哈特曼波前探测器上的波面重构值并且加以分析,并对当前波前探测精度的自适应像差校正及成像结果进行对比分析。利用优化参数的哈特曼波前探测器进行自适应校正成像实验。实验证明,人眼动态像差的精确探测是自适应系统像差校正的基础。哈特曼波前传感器的波前探测及重构精度是获得人眼眼底视网膜的衍射极限分辨的根本,哈特曼波前传感器的子孔径数选择及子孔径大小对眼底自适应成像系统起到关键作用。(本文来源于《沈阳师范大学学报(自然科学版)》期刊2012年03期）
徐鎏婧,杨平,梁兴波,王超,唐晓军[8]（2011）在《哈特曼-夏克波前探测器对传导冷却端面抽运板条激光放大器的波前畸变测试》一文中研究指出固体激光器中热效应引起的波前畸变影响了高光束质量、高功率的激光输出,限制了它在当代工业加工和科学研究领域的应用发展。以激光波前畸变的产生机理和传导冷却端面抽运板条激光器的优势为切入点,利用哈特曼-夏克(H-S)波前探测器进行一系列的波前畸变测试。通过对静态波前畸变量、输出功率百瓦量级时的波前畸变量和输出功率千瓦量级的波前畸变量等结果进行数据分析,对实验进行反馈,提出改进意见,以期望进一步减少传导冷却端面抽运板条激光放大器的热效应。(本文来源于《中国激光》期刊2011年08期）
夏明亮[9]（2011）在《高精度人眼像差哈特曼探测器的研制》一文中研究指出哈特曼波前探测器具有实时性强,易操作,可以简单方便的测量波前位相分布等优点,因此在人眼像差测量、激光光束质量诊断、光学元件、光学系统检测、大气扰动光学测量、以及自适应光学等诸多领域有着广泛的应用。本论文主要研究了用于眼底液晶自适应光学成像系统中的哈特曼波前探测器。由于人眼视网膜的光反射率只有1/1000,且由多层组织构成,各层组织的反射导致哈特曼光斑周围有一层光晕;另外人眼角膜各个部位的偏振特性不同,而本实验系统采用液晶空间光调制器作为波前校正器,必须利用偏振片滤光后进行像差校正,偏振化后就出现了光强分布不均匀的问题,因此导致位于后光路上的哈特曼光斑光强分布不均匀。本论文提出了多峰逐点阈值算法解决了此问题。研究了光强加幂算法,并将它与多峰逐点阈值算法融合在一起使哈特曼波前探测器的探测精度提高到1%像素,对应波前PV值小于λ/40(λ=500nm)。提出了一种动态追踪质心探测算法,仅通过软件手段在不降低探测能量,增加探测速度的基础上扩大了哈特曼波前探测器的动态范围,解决了高度屈光不正人眼的波前探测问题,此方法也适用于大气湍流测量。论文还分析了微透镜排列方式对哈特曼波前探测器质心探测精度的影响,分析了由于人眼瞳孔变化引起的重构误差,提出了动态重构方法。利用Zernike模式的对称性,优化了GPU波前重构算法,提高了波前重构速度。将所研制的哈特曼波前探测器用于人眼眼底自适应光学成像系统中,获得了达到衍射极限水平的3微米直径的视网膜细胞轮廓图像。本论文通过软件手段在提高人眼像差探测的哈特曼波前探测精度的同时,扩大了探测动态范围,不增加任何成本,因此具有良好的应用前景。(本文来源于《中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）》期刊2011-04-01）
王延海[10]（2011）在《哈特曼探测器实时信号处理技术研究》一文中研究指出哈特曼探测器中CCD数字相机实时输出大容量、高速图像数据,由于图像中存在多种噪声,极大的影响了波前重构算法的速度和精度。另外,哈特曼探测器波前重构系统采用多DSP处理技术,CCD数字相机采用单通道数据传输方式,很难将数据同时分配给多个DSP。现场可编程门阵列FPGA器件,以其良好的实时性及并行的数据处理能力给上述问题提供了良好的解决方案。本文通过对CCD数字相机接口及DSP视频采集接口的时序分析,设计了以可编程门阵列FPGA为核心的高速视频滤波处理电路。主要对CCD数字相机输出的图像数据实时采集、存储、滤波处理,将滤波后的图像数据重新编码传输给后续DSP处理电路。极大提高了波前重构算法的速度和精度,为多DSP处理技术的应用提供了很好的硬件通路。(本文来源于《长春理工大学》期刊2011-03-01）
哈特曼探测器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
哈特曼波前探测器是一种高效的波前位相检测器件,被广泛应用于光学检测,自适应光学成像领域中。不同的应用场合对哈特曼波前探测器提出不同的要求,尤其是在人造卫星的自适应光学跟踪成像或地面附近扩展目标的高分辨率成像系统中需要实时探测大气湍流干扰而产生的波前畸变,而前者目标亮度会剧烈变化或者大气相干长度小于哈特曼波前探测器的子孔径使探测出错,后者目标会超过波前探测所限定的等晕角而难以重构波前。为了提高哈特曼波前探测器的动态性能,以满足上述应用要求开展了如下研究内容。1)针对亮度变化剧烈的弱目标的哈特曼波前探测技术研究。首先选用电子倍增CCD(EMCCD)应用于哈特曼波前探测器,通过设置适宜的电子倍增增益,增强信号,抑制读出噪声,提高探测灵敏度及信噪比。但是当目标亮度发生快速且大幅度变化时,设置固定增益已不再能满足要求,因此设计了EMCCD电子倍增增益的自动控制方法。由于大气湍流及光子噪声的影响,哈特曼波前探测器输出点斑阵列的亮度剧烈抖动,寻找稳定的监测信号成为增益自动控制的关键问题。实验中发现点斑阵列中每个点斑的最大亮度值相对于阵列的平均值是个足够稳定的量,可以准确反映目标的亮度变化。同时一帧点斑最大亮度的平均值满足CCD曝光方程,与目标亮度和增益均呈线性关系。实验还确定了增益控制的亮度目标值,利用亮度目标值与当前帧点斑最大亮度的平均值计算下一帧所需的增益值。实验结果表明,自动增益控制方法简单高效,使得波前探测信噪比保持在对应目标亮度的最高值,同时确保观测过程中不会出现饱和亮度保护而使增益回归为1的光斑骤减问题。2)增加哈特曼探测器子孔径内探测信息的方法研究。传统哈特曼波前探测器的子孔径光束均能近似为以不同倾角入射的平行光束,光束通过微透镜阵列后聚焦在ccd上,经过解算聚焦光斑的质心位置重构出整体波前。因此无论望远镜的口径多大,哈特曼波前探测器的子孔径应小于或等于大气相干长度r0~10cm,导致每个子孔径内收集的光能量很低,限制了探测灵敏度及探测极限星等。为提高哈特曼探测器的极限探测星等,将子孔径大小设计为15cm,大于一般观测站址的r0,子孔径内产生前5阶模式;为求出子孔径内波前的前5阶模式,将ccd相机置于微透镜阵列的离焦平面,子窗口设置4×4或6×6个ccd像素,利用phasediversity(pd)算法求解子孔径畸变波前,求解z2,z3的波前rms值的线性范围为3.0rad,z4,z5和z6为2.0rad,子孔径畸变波前求解误差小于0.01rad2,精度足够高。相对传统哈特曼探测器,整体波前重构所用模式数增加,重构精度提高,所需子孔径数减少为原来的一半,ccd信号处理时间减少。3)针对扩展目标的哈特曼波前探测方法研究。其关键问题是求解子孔径内扩展目标图像的偏移量,图像偏移量确定后波前重构的方法与传统方法相同。选用相关算法求取每个子孔径内图像与所选参考图像的相关函数,利用相关最大值对应的像素作为子孔径内图像的核心,再以核心像素为原点,取其x轴和y轴上相邻两像素的相关函数值分别进行抛物线插值,计算x,y两方向的极大值坐标即为该扩展目标的质心。优化参数,将子孔径窗口设置为32×32个像素、微透镜的爱里斑占2×2个像素,使用快速傅里叶变换(fft)进行相关运算,使得探测精度及处理速度满足要求。同时使用了亮度变换方法,降低图像细节变化对质心计算精度的影响。4)相关算法求解质心的方法在低信噪比点目标条件下的应用。对于低信噪比的暗弱点目标,在湍流干扰较强时难以在哈特曼波前探测器中呈现对称性良好的光斑,造成传统算法的质心计算误差,此时采用相关算法求解子孔径质心仍能保持较高的波前重构精度。实验中采用相关算法对5.5星等的弱光目标进行自适应光学校正成像,获得了优于质心算法的校正成像效果,同时编写了多cpu并行计算程序,满足了实时探测要求。综上,针对亮度剧烈变化的空间轨道目标提出了增益自动控制的高信噪比波前探测方法、针对传统哈特曼探测器子孔径受限于r0提出了子孔径内多项模式的求解算法、针对扩展目标探测使用了相关算法求解质心,使得哈特曼波前探测器的动态性能得以提高,拓展了哈特曼波前探测器的应用范围。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
哈特曼探测器论文参考文献
[1].葛睿,申文,刘超,苏宙平,朱华新.夏克-哈特曼波前探测器的距离-幂指数加权质心探测算法[J].激光与光电子学进展.2018
[2].朱召义.提高哈特曼波前探测器动态性能的研究[D].中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.2017
[3].李大禹,朱召义,王少鑫,宣丽.哈特曼波前探测器电子倍增增益的自适应控制方法[J].液晶与显示.2017
[4].闫伟,陈志华,杜太焦,关奇.基于相关夏克·哈特曼波前探测器的自适应光学系统校正大气热晕的数值模拟[C].第二届全国大气光学及自适应光学技术发展研讨会论文集.2015
[5].李文杰,穆全全,王少鑫,王海萍,杨程亮.哈特曼探测器的高精度调节机构[J].光学精密工程.2015
[6].解洪升,杨乐宝,李大禹,宣丽,夏明亮.人眼色差对夏克-哈特曼波前探测器的影响[J].激光与光电子学进展.2015
[7].刘丽丽,封文江,高天附,张志美.哈特曼波前探测器波面重构精度研究[J].沈阳师范大学学报(自然科学版).2012
[8].徐鎏婧,杨平,梁兴波,王超,唐晓军.哈特曼-夏克波前探测器对传导冷却端面抽运板条激光放大器的波前畸变测试[J].中国激光.2011
[9].夏明亮.高精度人眼像差哈特曼探测器的研制[D].中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）.2011
[10].王延海.哈特曼探测器实时信号处理技术研究[D].长春理工大学.2011
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