自适应光学
课程编码：2802230803X1P2004
英文名称：Adaptive Optics
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：饶长辉等
教学目的要求
本课程是光学类研究生的专业课程。自适应光学是在研究者们致力于解决湍流对望远镜成像质量的影响的过程中产生的。其通过实时探测波前畸变、产生补偿信号、最终校正波前畸变，从而获得高分辨率成像。到目前为止，其在大口径望远镜、人眼活体成像、空间激光通讯、强激光器等领域获得广泛应用。而且随着科技的发展，其应用领域会进一步扩展。通过该门课程的学习，期望学生能深刻地理解自适应光学的基本概念和工作原理，掌握相关关键器件的工作原理、制备方法和目前存在的缺陷，了解自适应光学在各领域的应用情况。为将来在工作中实际应用这门技术打下基础。同时提高学生的科学素质和科研能力。
预修课程
应用光学、物理光学
大纲内容
第一章 自适应光学的历史回顾 8学时 饶长辉
第1节 湍流校正思想的变化和成熟
第2节 自适应光学的概念
第3节 自适应光学的发展历程
第4节 应用情况
第二章 大气湍流 8学时 饶长辉
第1节 大气湍流的Kolomogorov 模型
第2节 大气湍流的结构常数
第3节 大气湍流对光波前的影响
第4节 Zernike多项式对大气湍流的描述
第5节 大气相干长度的概念
第6节 Greenwood频率
第7节 大气湍流的功率谱
第8节 自适应光学系统带宽和Greenwood频率的关系
第三章 波前传感器 8学时 张勇
第1节 哈特曼波前传感器
第2节 曲率传感器
第3节 剪切干涉波前传感器
第四章 波前校正器 8学时 饶长辉
第1节 变形反射镜
第2节 连续面型变形镜
第3节 分离式变形镜
第4节 双压电变形镜
第5节 薄膜变形镜（含MEMS）
第6节 液晶波前校正器
第7节 倾斜镜
第五章 波前重构和控制
第1节 闭环控制 2学时 张勇
第2节 开环控制 2学时 张勇
第3节 模式法波前重构 2学时 饶长辉
第4节 区域法波前重构 2学时 饶长辉
第5节 从图像重构波前 2学时 饶长辉
第六章 自适应光学系统校正原理 10学时 饶长辉
第1节 位相共轭校正模式
第2节 成像补偿校正模式
第3节 高频振动校正模式
第4节 象清晰化校正模式
第5节 激光导星技术
第6节 多层共轭校正系统
第七章 新型自适应光学系统及图像事后处理 8学时 饶长辉
第1节 无波前探测器的自适应校正系统
第2节 校正图像的事后处理
参考书
课程教师信息
"饶长辉，光电所研究员，博士生导师。主要从事大口径高分辨力光学成像望远镜技术研究和系统研制工作，曾获国家技术发明一等奖1项、国家技术发明二等奖1项，省部级科技进步一等奖4项、二等奖2项，中国科学院杰出科技成就奖1项。此外还获得全国百篇优秀博士论文奖、中国青年科技奖、中国科学院青年科学家、中国科学院十大杰出青年、中国科学院王宽诚西部学者突出贡献奖、中国科学院“朱李月华优秀教师”奖等荣誉奖励。?
近年来在国内外重要学术刊物和国际会议上发表学术论文200余篇，其中SCI收录100余篇。获授权发明专利70余项，出版专著3部。?
指导硕士、博士研究生50多名，其中40多名已顺利毕业。?
张勇，博士，研究员，博士生导师，主动光学技术专家，研究所学术委员会成员。现任郭守敬望远镜（LAMOST）运行中心技术维护与发展部主任。中国科学院首批青年创新促进会会员。2000年毕业于中国科技大学精密机械与精密仪器系/电子科学系的测控技术与仪器专业/计算机应用专业，获得双学士学位；2005年毕业于中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，获得博士学位，天体物理专业/天文光学新技术（主动光学和自适应光学）方向。曾于2006年6月和2015年10月分别短暂访问美国亚历山大大学Mirror Lab和Kitt Peak Observatory、美国Apache Point Observatory和National Solar Observatory。
主要从事LAMOST、LOT、QTT等大型天文望远镜的主动光学/主动反射面技术研究。曾获国家科技进步二等奖1项，江苏省科技进步一等奖2项，中科院杰出科技成就奖1项，国家天文台年度十大科技进展相关23项，南京市自然科学优秀学术论文1项，“科学新视野400:关注望远镜发明四百年后天文学和宇宙观的重大问题”学术研讨会的“青年学者竞赛”一等奖1项，2018-2020年度重大科技基础设施运行二等奖3次，国家天文台2018年优秀科研团队1次（郭守敬望远镜运行和发展中心），2015年第十届“江苏青年五四奖章”提名奖，入选中国科学院天文大科学研究中心LAMOST FELLOWSHIP的LAMOST优秀骨干，2015-2016年度《中国激光》、《光学学报》和《激光与光电子学进展》优秀审稿人、第五届“中国科普专家协会优质科普作品奖”银奖和第六届中华优秀出版物奖图书提名奖。连续入选第四期和第五期江苏省“333高层次人才培养工程”第三层次培养对象、2006～2010年阶段南京天文光学技术研究所“先进工作者”、2016年南京天文光学技术研究所优秀共产党员、2013年江苏省教科工会“科技创新标兵”和“江苏省工人先锋号”成员、2015年东南大学“卓越工程师教育培养计划”企业兼职教师等。
主持和参加项目19项，发表论文110篇，其中EI或SCI检索103篇，申请发明专利17项，申请实用新型专利1项，专利授权15项，培养研究生6名、博士后1名。