基于 Shack-Hartmann 波前传感器测量的大气湍流参数估计
天体物理仪器与方法
2018-12-19 v1
摘要
大气湍流参数的估计与以下方面相关：a) 台址评估与表征；b) 点扩散函数预测；c) 自适应光学性能的误差预算实时评估与优化；d) 长基线光学干涉测量条纹跟踪器的优化。Shack-Hartmann 波前传感器在大型望远镜中的普遍部署，使其通过自适应光学遥测进行大气湍流参数估计成为核心手段。人们已开发出多种估计 Fried 参数与外尺度的办法，其中大多数基于由遥测重建的 Zernike 多项式系数方差的拟合。Zernike 多项式导数的非正交性引入了模态交叉耦合，从而影响方差。此外，传感器的有限分辨率引入了混叠。本文通过仿真探讨了这些效应对大气湍流参数估计的影响。研究发现交叉耦合是主要的偏差来源。我们提出了一种迭代算法以克服该问题。仿真针对外尺度（4 至 32 m）、Fried 参数（10 cm）以及方差中的噪声（信噪比 10 及以上）的典型范围进行。结果表明，使用该算法可将两个参数均以亚百分之一精度恢复。
引用
@article{arxiv.1811.08396,
title = {Estimation of atmospheric turbulence parameters from Shack-Hartmann wavefront sensor measurements},
author = {Paulo P. Andrade and Paulo J. V. Garcia and Carlos M. Correia and Johann Kolb and Maria Inês Carvalho},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.08396},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication by MNRAS