自适应光学是近年来发展起来的集光学、机械、电子、计算机、自动控制等为一体的高技术。自适应光学技术解决了时间和空间随机变化的光学像差的控制问题。自适应光学系统通过实时测量、控制、校正光学系统的像差，使光学系统具有了自动适应环境变化、克服动态扰动影响、始终保持理想性能的能力。

自适应光学的物理本质是对光学波前，即光场相位的时间变化和空间分布进行快速测量和精确控制，并通过对相位的主动控制实现对光束强度分布、方向等的操控。本书系统性地介绍自适应光学技术以及雷射操控技术的最新进展，叙述自适应光学系统中的波前感测器、波前校正器、波前信号处理和控制的基本原理，并讨论自适应光学技术在雷射聚变装置波前控制、化学雷射和固体雷射光束控制、雷射光束合成、天文观测、雷射大气传输、人眼像差操控等方面的套用。本书可供从事自适应光学技术、雷射技术的研究和套用的科技工作者，以及其他有兴趣了解或有志于从事该技术的大学生和研究生学习参考。

第一 章　自适应光学原理
1.1　自适应光学的起源1
1.2　自适应光学技术的发展历程3
1.3　现代自适应光学系统的组成5 　
1.3.1　波前感测器6 　
1.3.2　波前校正器7 　
1.3.3　波前控制器8
1.4　自适应光学技术的套用9 　
1.4.1　用于天文观测的自适应光学系统9 　
1.4.2　用于雷射装置的自适应光学系统10 　
1.4.3　用于人眼像差操控的自适应光学系统11 　
1.4.4　用于雷射通信的自适应光学系统11 　
1.4.5　用于雷射加工的自适应光学系统12 　
1.4.6　自适应光学系统单元技术套用12
参考文献13
第2章　 波前像差与雷射光束质量
2.1　光学系统的波前像差17 　
2.1.1　波前像差概述17 　
2.1.2　波前像差的Zernike多项式描述17
2.2　雷射的光束质量19 　
2.2.1　雷射光束质量评价方法19 　
2.2.2　雷射光束质量测量的主要方法23
2.3　波前像差与光束质量β因子的关係24

2.3.1　静态Zernike像差与光束质量β因子的关係24 　
2.3.2　动态Zernike像差与光束质量β因子的关係26

参考文献29
第3章　 波前校正器技术
3.1　波前校正器的早期发展32
3.2　常规变形镜33
3.3　常规变形镜的驱动技术34 　
3.3.1　压电材料驱动器34 　
3.3.2　电致伸缩材料驱动器36 　
3.3.3　磁致伸缩材料驱动器36
3.4　变形镜的技术指标38

3.5　其他结构形式的变形镜39 　
3.5.1　静电驱动的薄膜变形镜40 　
3.5.2　双压电片变形镜40 　
3.5.3　音圈电机驱动的变形镜43 　
3.5.4　基于MEMS技术的微变形镜44 　
3.5.5　液晶空间光调製器46 　
3.5.6　其他结构形式的变形镜46
3.6　变形镜的主要研製单位47
3.7　国内变形镜发展概况49
3.8　高速倾斜镜技术51 　
3.8.1　倾斜镜的结构51 　
3.8.2　倾斜镜的性能指标51 　
3.8.3　新型倾斜镜52
3.9　波前校正器镀膜技术53 　
3.9.1　镀膜要求53 　
3.9.2　波前校正器的膜系设计54 　
3.9.3　波前校正器的薄膜製备54
3.10　波前校正器的高压驱动技术56
3.10.1　波前校正器高压驱动系统工作原理56
3.10.2　波前校正器高压驱动系统主要性能57
参考文献57
第4章　波前感测器技术
4.1　波前感测器的工作原理60 　
4.1.1　概述60
4.1.2　波前感测器的分类及工作原理60
4.2　基于干涉原理的波前感测技术66 　
4.2.1　基于干涉原理的相位提取方法66 　
4.2.2　点衍射干涉波前探测技术73 　
4.2.3　剪下干涉波前探测技术75
4.3　基于焦面成像的波前感测技术84

4.3.1　基于焦面成像的相位反演技术84 　
4.3.2　基于焦面成像的相位差反演技术85 　
4.3.3　新型基于焦面成像的相位差反演技术86 　
4.3.4　稜锥波前感测器技术95
参考文献98
第5章　 哈特曼波前感测器技术
5.1　哈特曼波前感测器工作原理101
5.2　哈特曼波前感测器波前复原方法102 　
5.2.1　区域法103 　
5.2.2　Zernike模式波前复原算法106

5.3　哈特曼波前感测器性能参数108
5.4　哈特曼波前感测器的标定110 　
5.4.1　哈特曼波前感测器的标定概述110 　
5.4.2　球面波前标定哈特曼波前感测器的基本原理111
5.5　哈特曼波前感测器的误差分析112 　
5.5.1　哈特曼波前感测器的误差组成112 　
5.5.2　微透镜阵列对波前的空间採样误差112 　
5.5.3　重构矩阵的误差传递係数114 　
5.5.4　质心探测误差分析115 　
5.5.5　高斯光斑质心探测阈值的选取119
5.6　哈特曼波前感测器技术的套用和未来发展122
参考文献123
第6章　自适应光学信号处理与控制技术
6.1　自适应光学信号处理与控制的任务126
6.2　自适应光学的图像处理和斜率计算127 　
6.2.1　图像处理技术127
6.2.2　斜率提取算法128 　
6.2.3　高速实时波前斜率的实现129
6.3　自适应光学的实时波前复原技术130 　
6.3.1　实时波前复原的算法131 　
6.3.2　高速实时波前复原的实现132 　
6.3.3　实时波前复原处理平台选取135
6.4　自适应光学的实时控制技术136 　
6.4.1　基于波前感测器的实时控制技术136 　
6.4.2　无波前探测实时控制技术141
6.5　自适应光学信号处理技术的发展趋势156
参考文献158
第7章　惯性约束聚变雷射系统中的光束控制
7.1　惯性约束聚变雷射系统中光束控制的特点和需求161 　
7.1.1　惯性约束聚变系统概述161

7.1.2　惯性约束聚变雷射驱动器中的光束控制需求163
7.2　ICF固体雷射装置中光束控制的关键技术164 　
7.2.1　ICF固体雷射装置中的波前控制方式164