第一部分 综述 4
第一章 前言 4
1.1 自适应光学的发展动态 4
1.2 非线性光学——三波相互作用过程的研究动态 8
1.3 本论文主要内容 11
参考文献 12
第二章 自适应光学理论 15
2.1 自适应光学系统基本组成 15
2.1.1 波前传感器 16
2.1.2 波前校正器 17
2.1.3 波前控制器 18
2.2 波前复原算法 19
2.2.1 Zernike模式法 19
2.2.2 直接波前斜率法 21
2.2.3 特性评价指标 23
2.3 控制模型 25
参考文献 26
第三章 三波相互作用基本原理 28
3.1 晶体的非线性光学效应 28
3.2 位相匹配条件 30
3.3 三波耦合方程组 30
3.3.1 一维模型 31
3.3.2 三维模型 33
参考文献 36
第二部分 共光路／共模块自适应光学研究 40
第四章 共光路／共模块自适应光学理论研究 40
4.1 CP/CM自适应光学基本原理及衍生光路 40
4.1.1 CP/CM自适应光学基本原理 40
4.1.2 CP/CM衍生光路 47
4.2 角反射器阵列作为伪位相共轭器件的保真度分析 53
4.2.1 角反射器阵列作为伪位相共轭器件原理 53
4.2.2 保真度分析 54
4.2.3 设计和制造角反射器阵列应考虑的因素 57
4.3 角反射器阵列与哈特曼-夏克波前传感器的匹配 60
4.3.1 角反射器阵列与哈特曼-夏克波前传感器的单元数目的匹配 60
4.3.2 角反射器阵列单元和哈特曼-夏克传感器的子孔径位置的对应 63
4.4 双哈特曼数据融合方法 64
4.4.1 双哈特曼数据融合的几种方法 64
4.4.2 双哈特曼数据融合特性指标分析 68
4.5 哈特曼-夏克波前传感器自身调整误差分析 70
4.5.1 理论分析 71
4.5.2 调整误差分析 72
4.5.3 数值模拟仿真 75
4.6 哈特曼-夏克波前传感器与变形镜的对准误差 77
4.6.1 常规自适应光学系统 77
4.6.2 CP/CM自适应光学系统 82
参考文献 87
第五章 共光路／共模块自适应光学系统实验 90
5.1 实验装置 90
5.2 伪位相共轭补偿位相畸变实验 91
5.3 位相探测的准确性实验 93
5.4 分光镜镜面变形探测实验 95
5.5 CP/CM自适应光学系统分解光路闭环实验 97
5.6 CP/CM自适应光学系统全光路原理性闭环实验 99
参考文献 106
第三部分 位相畸变光束变频过程研究 109
第六章 位相畸变光束的变频过程理论及数值分析 109
6.1 位相畸变光束倍频小信号理论 109
6.1.1 小位相畸变小信号解 110
6.1.2 小位相畸变信号解 111
6.1.3 举例分析 112
6.2 数值模拟 114
6.2.1 数值模拟模型的建立 114
6.2.2 计算结果与结论 116
6.3 二次谐波的远场发散角和光斑二阶矩 127
6.3.1 远场发散角 127
6.3.2 光斑二阶矩 130
6.4 三倍频过程研究 131
6.4.1 理论与计算模型 132
6.4.2 数值模拟结果 133
参考文献 138
第七章 位相畸变光束的倍频过程实验 140
7.1 实验装置 140
7.2 位相分布测量实验结果 142
7.2.1 1064nm倍频光束位相分布测量实验 142
7.2.2 790nm超短脉冲倍频光束位相分布测量实验 146
7.3 结论 151
第四部分 结束语 155
第八章 总结 155
8.1 主要研究内容及结论 155
8.2 主要创新点 157
8.3 研究意义 158
8.4 后续工作展望 159
致谢 160
攻读博士学位期间取得的成果 161
后记 163