利用图论与全光传感器识别激光束的相位畸变

大气湍流引起空气局域折射率的涨落，在波传播过程中累积地扰动波的相位和振幅分布。这损害了激光武器的有效射程以及自由空间光通信系统的性能。自适应光学(AO)可用于有效校正弱湍流情况下的波前畸变。然而，在强或深度湍流中，闪烁和光束破碎是常见现象，使用夏克-哈特曼传感器等传统波前传感技术会导致错误结果。因此，AO系统的性能将大打折扣。我们提出一种新方法，能够瞬时确定光束中的主要相位畸变，并引导AO装置在几次迭代内补偿相位畸变。在我们的方法中，我们使用全光波前传感器将畸变光束成像到其4D相空间。应用基于图论的快速重构算法来识别激光束的相位畸变，并指令AO装置执行相位补偿。结果，我们在实验中表明，峰峰值高达22{\pi}的任意相位畸变可在少数迭代步骤内校正。闪烁和分支点问题被全光传感器及其快速重构算法巧妙规避。在本文中，我们将展示全光传感器的功能、快速重构算法以及当我们的方法应用于AO系统时的光束校正改进。