二维光学负反馈系统关键技术研究

光学负反馈系统是将负反馈的概念从电学中引入到光学中的光学信息处理技术，也是一种将负反馈的概念从一维扩展至二维的创新性的尝试。与传统的自适应光学系统不同的是，光学负反馈系统是用全光学方法在物理上实现系统的闭环，而没有电学器件对光路的隔断。从这个意义上讲，二维光学负反馈系统构建的是物理上的光学闭环，而不仅仅是逻辑上的闭环，这对实现光速的信息处理，克服系统中电学器件在速度上的瓶颈很有价值。论文对实现光学负反馈系统中的主要技术环节进行了较详细的理论分析，主要从光学放大技术、光学相位控制技术和光学负反馈系统模型三个方面进行阐述。结合实现二维光学反馈系统的目的，有针对性地对其中的核心技术环节进行了理论分析和软件仿真，得到了一些较有价值的结果。论文的主要工作如下：①综合阐述了实现二维光学负反馈系统的关键技术，并总结为相位控制技术、光学放大技术和非线性闭环共振器模型三个方面。②提出了光学负反馈系统对放大环节的要求，对现今主要光学放大技术进行了综述，对各种放大方法进行了性能对比，得出了适合于光反馈系统的放大方法。③对二维光学系统中的相位控制技术进行了较详细的分析，对Zernike波前重构技术和液晶材料在相位控制技术中的应用进行了理论分析和软件仿真。④基于非线性光学谐振器的理论，建立了二维光学负反馈系统的模型，并进行了软件仿真，得出了较有价值的结论。论文的创新之处是：①提出一种全光学实现光学相位叠加的方案，除了器件本身的光电转换特性外，不需要外加非光学的辅助单元，用全光的方式实现了相位的线性叠加。②基于非线性共振器建立了系统的初步理论模型，得出了通过控制输入光学图像强度和非线性光学材料的光折变系数来控制系统中光学图像振幅和相位的相互间调制的结论。