Algoritmo de medición de la longitud de coherencia atmosférica basado en el modelado de fondo gaussiano

YAN Zhengqi ,  

WANG Jianli ,  

ZHANG Junrui ,  

WANG Wenyu ,  

LIU Jie ,  

ZHANG Xingyun ,  

摘要

Para superar el impacto del ruido de fondo de la luz diurna en la precisión de la medición de la longitud de coherencia atmosférica, este artículo aplica un sensor de frente de onda de Hartmann, combinado con un algoritmo de modelado de fondo gaussiano para suprimir y eliminar ruido de fondo fuerte, logrando medir la longitud de coherencia atmosférica a baja relación señal-ruido. Primero, mediante el algoritmo de modelado de fondo gaussiano, se mejora la precisión del cálculo del centroide del punto de la subapertura del sensor de frente de onda Hartmann, lo que a su vez mejora la precisión de la reconstrucción del frente de onda y el cálculo de los coeficientes de Zernike. Además, se calcula la varianza de la fase del frente de onda según la información del frente, y se resuelve la varianza de los coeficientes de Zernike de acuerdo con el principio del método de varianza de fase del frente, obteniendo finalmente la longitud de coherencia atmosférica. Los resultados de simulación indican que la introducción del algoritmo de modelado de fondo gaussiano en la etapa de cálculo del centroide puede suprimir eficazmente el impacto del ruido de fondo de la luz diurna y mejorar la precisión de la medición de la longitud de coherencia atmosférica. Tras la introducción del algoritmo de modelado de fondo gaussiano, mediante la resolución de los coeficientes de Zernike y el proceso de medición de la longitud de coherencia atmosférica, el error relativo total de la longitud de coherencia atmosférica es de aproximadamente un 2,8%. Este método puede realizar la medición de la longitud de coherencia atmosférica en condiciones de ruido de fondo fuerte, y puede aplicarse a la evaluación del rendimiento de sistemas de comunicación láser diurnos, la evaluación de la claridad visual de telescopios terrestres de gran abertura durante el día, ampliando así el campo de aplicación del sensor de Hartmann y el método de varianza de fase del frente para la medición de la longitud de coherencia atmosférica.

关键词

modelado de fondo gaussiano; longitud de coherencia atmosférica; óptica adaptativa; método de varianza de fase del frente

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