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A study on a fast measuring algorithm of wavefront for an adaptive optics system

적응광학시스템의 고속 파면측정 알고리즘에 대한 연구

  • 박승규 (한국원자력연구소 양자광학기술개발팀) ;
  • 백성훈 (한국원자력연구소 양자광학기술개발팀) ;
  • 서영석 (한국원자력연구소 양자광학기술개발팀) ;
  • 김철중 (한국원자력연구소 양자광학기술개발팀) ;
  • 박준식 (충남대학교 전자공학과, 통신공학연구실) ;
  • 나성웅 (충남대학교 전자공학과, 통신공학연구실)
  • Received : 2002.02.25
  • Published : 2002.06.01

Abstract

The measuring resolution and speed for wavefronts are important to improve the performance of an adaptive optics system. In this paper, we propose a fast measuring algorithm with high resolution in the Shack-Hartmann wavefront sensor for an adaptive optics system. We designed ground isolated electrical devices whose differential data signals are used to control the deformable mirror and tip/tilt mirror for robust control. The conventional mass centroid algorithm in the Shack-Hartmann sensor to measure wavefront has been widely used and provided good measurement results. In this paper, the proposed fast measuring algorithm for measuring the wavefront combines the conventional mass centroid algorithm with a weighting factor. The weighting factor is a real value estimating the real center of mass in a wavefront spot image. This proposed wavefront measuring algorithm provided fast measurement results with high resolution from experimental tests.

고속 정밀 파면측정 기술은 적응광학 시스템의 성능향상에 중요한 요소이다. 본 논문에서는 적응광학시스템의 하트만 센서로부터 파면정보를 고속으로 측정할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 또한 변형거울 및 기울기거울을 외부유입 노이즈에 강하게 제어하기 위하여 차분 신호를 구성하는 전기적인 제어 장치들을 개발하였다. 무게중심법에 기초한 파면측정 기술은 하트만 센서를 이용한 파면측정 알고리즘으로 가장 널리 사용 되어오고 있으며 좋은 측정결과를 제공해오고 있다. 본 논문에서는 하트만 센서를 이용한 점 영상에서 실제 각 점의 무게 중심위치를 예측하는 예측 가중치가 결합된 무게중심 법을 제안하였다. 제안된 고속 파면측정 알고리즘은 실험을 통해 고속의 정밀한 측정 결과를 제공함을 확인하였고 결과를 비교 분석하였다.

Keywords

References

  1. Adaptive Optics Engineering Handbook R. K. Tyson
  2. Principles of Adaptive Optics R. K. Tyson
  3. SPIE v.2778 Simulation calculation and theoretical analysis of an adaptive optics system and light propagation in the atmosphere Deliang Zhang;Wenhan Jiang
  4. SPIE v.627 Simulations of various centroiding algorithms S. E. Bulau
  5. SPIE v.3126 Detecting error of Shack-Hartmann wavefront sensor Wenhan Jiang;Hao Xian;Feng Shen https://doi.org/10.1117/12.279060
  6. Opt. Eng. v.33 Accuracy analysis of a Hartmann-Shack wavefront sensor operated with a faint object Genrui Cao;Xin Yu https://doi.org/10.1117/12.169716