349单元自适应光学波前处理器

为了满足大型地基高分辨率成像望远镜对自适应光学系统校正频率和成像质量的要求,本文设计了一套349单元自适应光学波前处理系统,该系统在349单元变形镜自适应光学系统上实现了1500 Hz的波前校正频率.设计了以控制计算机、FPGA波前斜率处理器、GPU矩阵乘法处理器以及模块化数模转换机箱等作为主要部件的实时波前处理器,报道了349单元变形镜自适应光学系统对动态像差的闭环校正结果,实验中对模拟大气相干长度r0为6 cm,格林伍德频率为160 Hz的大气湍流实现有效校正,自适应光学系统闭环后,波前像差的1000帧平均均方根值由1.07λ(中心波长600 nm,后同)下降至0.11λ.本文设计的349单元变形镜自适应光学系统能够在1500 Hz的波前校正频率下有较高的成像质量,波前处理延时优于235μs.功率谱分析结果表明自适应光学系统对100 Hz以下的波前畸变具有明显的校正效果.