驱动器位置相位校正算法在变形镜控制中的应用

"基于驱动器位置相位校正的变形镜控制算法，是自适应光学领域中的关键技术，用于提高波前控制的精度和速度。该算法通过计算每个驱动器应加载的电压，来实现对变形镜的高效实时控制。在神光II升级激光装置的应用中，使用该算法能对45驱动单元的变形镜进行控制，针对2到36项泽尼克多项式像差（PV值为2 μm）进行拟合，达到0.01 μm的相位控制精度，且收敛步数不超过9次。同时，该变形镜能够有效控制前15项泽尼克多项式像差，满足对激光光束波前相位的严格要求。" 本文详细介绍了基于驱动器位置相位校正的变形镜控制算法，这是自适应光学系统中实现精确波前控制的重要方法。自适应光学（Adaptive Optics, AO）是一种用于补偿大气湍流或其他因素导致的光学系统中波前畸变的技术。在高功率激光实验如神光II升级激光装置中，这种技术尤其关键，因为它直接影响到激光束的质量和性能。 变形镜（Deformable Mirror, DM）是AO系统的核心组件，由多个驱动器组成，每个驱动器可以通过改变形状来修正通过系统的波前。文章提到的算法创新之处在于它基于驱动器的位置特性来计算电压，从而降低了计算复杂度，加速了系统的收敛速度，使得在高速实时环境中依然能保持高精度的控制。 泽尼克多项式是描述光学系统像差的常用数学工具，具有良好的物理意义和数学性质。在文中，研究人员针对2到36项泽尼克多项式进行了拟合，模拟了不同类型的像差，通过9次或更少的迭代，驱动器位置相位控制的精度达到了0.01 μm，这是一个非常高的标准，表明算法在实际应用中具有极好的性能。 此外，通过面形拟合，变形镜被证明能够有效地控制前15项泽尼克多项式像差，这涵盖了大部分常见的像差类型，足以满足神光II升级激光装置对光束质量的严格要求。这意味着激光束经过校正后，其波前质量显著提升，有助于提高激光实验的成功率和效率。 这项工作展示了基于驱动器位置相位校正的变形镜控制算法在自适应光学领域的应用潜力，尤其是在高性能激光系统中的价值。通过优化算法，可以实现更快速、更精确的波前控制，这对于推动高功率激光技术的进步，以及未来的天文观测、生物医学成像和量子光学等领域具有重要意义。