基于遗传算法的相位差法波前检测piston误差
2011-01-25赵继勇
天文研究与技术 2011年4期
曹 芳,赵继勇,吴 桢
(1.南京理工大学紫金学院电光系,江苏 南京 210046;2.解放军理工大学通信工程学院,江苏 南京 210007;3.中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所,江苏 南京 210042)
综合孔径望远镜需要采用自适应光学系统实时校正失调参量[1]。目前应用于自适应光学的波前误差检测方法主要有:哈特曼传感器、剪切干涉仪、曲率传感器、相位恢复法。
相位差法(Phase Diversity)是相位恢复法的一个分支[1-4],其思想是在成像系统的焦面和离焦位置上同时采集两幅图像,利用这一对图像恢复出光瞳上的波前分布。本文将PD方法用于光学综合孔径望远镜的失调误差检测,考虑到夏克哈特曼波前传感器对piston误差的不敏感,主要用于检测光学综合孔径望远镜系统的piston误差。
综合国外已有的研究成果,在相位差法检测系统失调误差时,多采用最小二乘法、共轭梯度法等非并行算法[5-9],计算时间长,计算量大,当检测不同的波前相差时(如:piston、tip和tilt误差)由于相位差函数表达式的不同,使求导过程变得更加复杂,通用性不好;共轭梯度法要在初始值给定的基础上,进行函数寻优,如果初始值选定不当,具有陷入局部最小值的缺陷。遗传算法(Genetic Algorithm)是一种自适应优化问题求解方法,它起源于20世纪60年代对自然和人工自适应系统的研究。遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适应人工智能全局并行算法。该算法所需附加信息少,检测不同的波前相差时,不受相位差函数表达式不同的影响,通用性好,这就为今后进一步深入检测tip和tilt误差预设了通道;遗传算法与初始值无关,具有其种群到种群的搜索特点。……
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