內容簡介
自適應光學是近年來發展起來的集光學、機械、電子、計算機、自動控制等為一體的高技術。自適應光學技術解決了時間和空間隨機變化的光學像差的控制問題。自適應光學系統通過實時測量、控制、校正光學系統的像差，使光學系統具有了自動適應環境變化、克服動態擾動影響、始終保持理想性能的能力。
自適應光學的物理本質是對光學波前，即光場相位的時間變化和空間分布進行快速測量和精確控制，並通過對相位的主動控制實現對光束強度分布、方向等的操控。本書系統性地介紹自適應光學技術以及雷射操控技術的最新進展，敘述自適應光學系統中的波前感測器、波前校正器、波前信號處理和控制的基本原理，並討論自適應光學技術在雷射聚變裝置波前控制、化學雷射和固體雷射光束控制、雷射光束合成、天文觀測、雷射大氣傳輸、人眼像差操控等方面的套用。本書可供從事自適應光學技術、雷射技術的研究和套用的科技工作者，以及其他有興趣了解或有志於從事該技術的大學生和研究生學習參考。
圖書目錄
第一 章 自適應光學原理
1.1 自適應光學的起源1
1.2 自適應光學技術的發展歷程3
1.3 現代自適應光學系統的組成5
1.3.1 波前感測器6
1.3.2 波前校正器7
1.3.3 波前控制器8
1.4 自適應光學技術的套用9
1.4.1 用於天文觀測的自適應光學系統9
1.4.2 用於雷射裝置的自適應光學系統10
1.4.3 用於人眼像差操控的自適應光學系統11
1.4.4 用於雷射通信的自適應光學系統11
1.4.5 用於雷射加工的自適應光學系統12
1.4.6 自適應光學系統單元技術套用12
參考文獻13
第2章 波前像差與雷射光束質量
2.1 光學系統的波前像差17
2.1.1 波前像差概述17
2.1.2 波前像差的Zernike多項式描述17
2.2 雷射的光束質量19
2.2.1 雷射光束質量評價方法19
2.2.2 雷射光束質量測量的主要方法23
2.3 波前像差與光束質量β因子的關係24
2.3.1 靜態Zernike像差與光束質量β因子的關係24
2.3.2 動態Zernike像差與光束質量β因子的關係26
參考文獻29
第3章 波前校正器技術
3.1 波前校正器的早期發展32
3.2 常規變形鏡33
3.3 常規變形鏡的驅動技術34
3.3.1 壓電材料驅動器34
3.3.2 電致伸縮材料驅動器36
3.3.3 磁致伸縮材料驅動器36
3.4 變形鏡的技術指標38
3.5 其他結構形式的變形鏡39
3.5.1 靜電驅動的薄膜變形鏡40
3.5.2 雙壓電片變形鏡40
3.5.3 音圈電機驅動的變形鏡43
3.5.4 基於MEMS技術的微變形鏡44
3.5.5 液晶空間光調製器46
3.5.6 其他結構形式的變形鏡46
3.6 變形鏡的主要研製單位47
3.7 國內變形鏡發展概況49
3.8 高速傾斜鏡技術51
3.8.1 傾斜鏡的結構51
3.8.2 傾斜鏡的性能指標51
3.8.3 新型傾斜鏡52
3.9 波前校正器鍍膜技術53
3.9.1 鍍膜要求53
3.9.2 波前校正器的膜系設計54
3.9.3 波前校正器的薄膜製備54
3.10 波前校正器的高壓驅動技術56
3.10.1 波前校正器高壓驅動系統工作原理56
3.10.2 波前校正器高壓驅動系統主要性能57
參考文獻57
第4章 波前感測器技術
4.1 波前感測器的工作原理60
4.1.1 概述60
4.1.2 波前感測器的分類及工作原理60
4.2 基於干涉原理的波前感測技術66
4.2.1 基於干涉原理的相位提取方法66
4.2.2 點衍射干涉波前探測技術73
4.2.3 剪下干涉波前探測技術75
4.3 基於焦面成像的波前感測技術84
4.3.1 基於焦面成像的相位反演技術84
4.3.2 基於焦面成像的相位差反演技術85
4.3.3 新型基於焦面成像的相位差反演技術86
4.3.4 稜錐波前感測器技術95
參考文獻98
第5章 哈特曼波前感測器技術
5.1 哈特曼波前感測器工作原理101
5.2 哈特曼波前感測器波前復原方法102
5.2.1 區域法103
5.2.2 Zernike模式波前復原算法106
5.3 哈特曼波前感測器性能參數108
5.4 哈特曼波前感測器的標定110
5.4.1 哈特曼波前感測器的標定概述110
5.4.2 球面波前標定哈特曼波前感測器的基本原理111
5.5 哈特曼波前感測器的誤差分析112
5.5.1 哈特曼波前感測器的誤差組成112
5.5.2 微透鏡陣列對波前的空間採樣誤差112
5.5.3 重構矩陣的誤差傳遞係數114
5.5.4 質心探測誤差分析115
5.5.5 高斯光斑質心探測閾值的選取119
5.6 哈特曼波前感測器技術的套用和未來發展122
參考文獻123
第6章 自適應光學信號處理與控制技術
6.1 自適應光學信號處理與控制的任務126
6.2 自適應光學的圖像處理和斜率計算127
6.2.1 圖像處理技術127
6.2.2 斜率提取算法128
6.2.3 高速實時波前斜率的實現129
6.3 自適應光學的實時波前復原技術130
6.3.1 實時波前復原的算法131
6.3.2 高速實時波前復原的實現132
6.3.3 實時波前復原處理平台選取135
6.4 自適應光學的實時控制技術136
6.4.1 基於波前感測器的實時控制技術136
6.4.2 無波前探測實時控制技術141
6.5 自適應光學信號處理技術的發展趨勢156
參考文獻158
第7章 慣性約束聚變雷射系統中的光束控制
7.1 慣性約束聚變雷射系統中光束控制的特點和需求161
7.1.1 慣性約束聚變系統概述161
7.1.2 慣性約束聚變雷射驅動器中的光束控制需求163
7.2 ICF固體雷射裝置中光束控制的關鍵技術164
7.2.1 ICF固體雷射裝置中的波前控制方式164
