Алгоритм последовательной коррекции аберраций волнового фронта по критерию минимизации размера фокального пятна

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Ягнятинский Д.А., Федосеев В.Н. Алгоритм последовательной коррекции аберраций волнового фронта по критерию минимизации размера фокального пятна // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 1. С. 32–39. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-01-32-39

Yagnyatinskiy D.A., Fedoseev V.N. Algorithm for sequential correction of wavefront aberrations with the criterion of focal spot size minimization [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 1. P. 32–39. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-01-32-39

Ссылка на англоязычную версию:

D. A. Yagnyatinskiy and V. N. Fedoseyev, "Algorithm for sequential correction of wavefront aberrations with the criterion of focal spot size minimization," Journal of Optical Technology. 86(1), 25-31 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000025

Аннотация:

Предложен новый алгоритм коррекции волнового фронта для адаптивных оптических систем, реализующий последовательное устранение аберрационных компонент. Критерием, по которому происходит управление коррекцией, является квадрат радиуса фокального пятна. Проведено моделирование работы алгоритма для двух принципиально отличающихся модовых базисов — обобщенных мод Цернике и обобщенных функций влияния приводов используемого деформируемого зеркала. Приведена методика получения указанных базисов. Показано, что для волнового фронта сложной формы коррекция более точна по функциям влияния, а для коррекции аберраций низших порядков лучше подходят моды Цернике.

Ключевые слова:

алгоритм последовательной коррекции, волновой фронт, аберрации, фокальное пятно, адаптивная оптическая система, моды Цернике, обобщенные функции влияния приводов, деформируемое зеркало

Коды OCIS: 220.1000, 220.1080

Список источников:

1. Воронцов М.А., Шмальгаузен В.И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985. 336 с.
2. Богачев В.А., Гаранин С.Г., Стариков Ф.А., Шнягин Р.А. Расчетное моделирование адаптивной фазовой коррекции регулярных, вихревых и некогерентных многомодовых лазерных пучков без датчика волнового фронта // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 11. С. 934–941.
3. Vorontsov M.A., Sivokon V.P. Stochastic parallel-gradient-descent technique for high-resolution wave-front phase-distortion correction // JOSA. A. 1998. V. 15. № 10. P. 2745–2758.
4. Chesnokov S.S., Davletshina I.V. Simplex method in problems of light-beam phase control // Appl. Opt. 1995. V. 34. № 36. P. 8375–8381.
5. Lundh O. Control of laser focusing using a deformable mirror and a genetic algorithm // Master’s Thesis. Lund Reports on Atomic Physics. 2003. 82 p.
6. Mahlab U., Shamir J. Iterative optimization algorithms for filter generation in optical correlators: A comparison // Appl. Opt. 1992. V. 31. № 8. P. 1117–1125.
7. Booth M.J. Adaptive optics in microscopy // Philos. Transact. A Math. Phys. Eng. Sci. 2007. V. 365. № 1861. P. 2829–2843.
8. Wang B., Booth M.J. Optimum deformable mirror modes for sensorless adaptive optics // Opt. Commun. 2009. V. 282. № 23. P. 4467–4474.
9. Ягнятинский Д.А., Ляхов Д.М., Боршевников А.Н., Федосеев В.Н. Алгоритм управления адаптивной оптической системой на основе минимизации радиуса фокального пятна // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 11. С. 949–953.
10. Lianghua W., Yang P., Kangjian Y., Shanqiu C., Shuai W., Wenjing L., Xu B. Synchronous model-based approach for wavefront sensorless adaptive optics system // Opt. Exp. 2017. V. 25. № 17. P. 20584–20597.
11. Mahajan V.N. Optical imaging and aberrations, part III: Wavefront analysis. SPIE Press, 2013. 448 p.
12. Романовский П.И. Ряды Фурье. Теория поля. Аналитические и специальные функции. Преобразование Лапласа. М.: Наука, 1973. 336 с.
13. Golub G.H., Van Loan C.F. Matrix computations. The Johns Hopkins University Press, 1996. 694 p.
14. Балонин Н.А., Балонин Ю.Н., Востриков А.А. Вычисление матриц Мерсенна–Уолша // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2014. № 11. С. 51–55.
15. Qiong Z., Wenguang L., Zongfu J. A new method to measure low-order aberrations based on wavefront slope // Proc. SPIE. 2015. V. 9506. P. 95061B-1–95061B-6.