中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在多波前校正器解耦控制技術(shù)研究及應(yīng)用方面取得新進(jìn)展：提出了一種基于整體控制信號(hào)重置的多波前校正器解耦控制算法（Chinese Optics Letters, 14,02,2016）。自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自2006年胡詩杰與許冰率先提出雙變形鏡解耦控制算法（Applied Optics,45,12,2006）以來，歷經(jīng)李新陽、葉紅衛(wèi)、雷翔（Optics Express, 18,16,2012）、劉文勁（Optics Express, 21,20,2013）的不斷鉆研，發(fā)展出了一系列模式解耦及區(qū)域解耦算法，并在楊平及王帥負(fù)責(zé)的某光束凈化等多個(gè)科研項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用，取得長時(shí)間近衍射極限的光束凈化效果。

　　自適應(yīng)光學(xué)作為現(xiàn)代光學(xué)的重要組成部分，以其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)像差的實(shí)時(shí)補(bǔ)償、使光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在近衍射極限狀態(tài)下的優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用在光束凈化、激光加工等多個(gè)領(lǐng)域。隨著自適應(yīng)光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，待補(bǔ)償像差的幅度不斷增大、空間時(shí)間頻率不斷提高，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的核心器件波前校正器需要同時(shí)具備響應(yīng)速度快、行程量大、空間分辨率高等要求特點(diǎn)。但在現(xiàn)有工藝條件下，難以制備出同時(shí)滿足這些特性的單一波前校正器。因此，采用多個(gè)不同類型的波前校正器協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，是應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的有效途徑，并受到了國內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注。而設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的解耦控制算法，是保證系統(tǒng)中不同波前校正器能夠高效協(xié)同工作的核心，其中，區(qū)域解耦算法以其對(duì)像差先驗(yàn)信息要求低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于國外多套多波前校正器自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。

　　光電所自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)現(xiàn)有區(qū)域解耦算法在耦合誤差抑制方面存在的問題，提出了一種基于整體控制信號(hào)重置的區(qū)域解耦算法。利用不同波前校正器影響函數(shù)求解出抑制高階變形鏡控制信號(hào)產(chǎn)生低階像差分量的重置矩陣，對(duì)加載至高階變形鏡的控制信號(hào)進(jìn)行整體重置，消除耦合分量，同時(shí)亦可保證系統(tǒng)對(duì)像差的校正精度。仿真表明，該方法與現(xiàn)有的區(qū)域解耦算法相比，在耦合誤差抑制與像差校正上都能取得更好的效果，同時(shí)，算法的有效性也得到了原理性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的驗(yàn)證。相關(guān)的研究成果為解耦控制算法的進(jìn)一步優(yōu)化提供了重要的思路，并為后續(xù)算法的開發(fā)及工程應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

　　該工作得到了西部之光青年學(xué)者項(xiàng)目與國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目的支持。

　　圖1 使用本文所用算法、兩步法以及拉格朗日算子最小二乘法進(jìn)行像差校正的（a）校正殘差RMS曲線；（b）耦合誤差曲線 

圖2 使用本文所用算法進(jìn)行像差校正（a）初始像差；（b）校正后的殘差 

圖3 使用后續(xù)解耦控制算法在光束凈化工程應(yīng)用中得到的校正后遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖像