留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

随机并行梯度下降算法性能与变形镜排布规律的关系研究

陈惠颖 王卫兵 王挺峰 郭劲

陈惠颖, 王卫兵, 王挺峰, 郭劲. 随机并行梯度下降算法性能与变形镜排布规律的关系研究[J]. 中国光学, 2016, 9(4): 432-438. doi: 10.3788/CO.20160904.0432
引用本文: 陈惠颖, 王卫兵, 王挺峰, 郭劲. 随机并行梯度下降算法性能与变形镜排布规律的关系研究[J]. 中国光学, 2016, 9(4): 432-438. doi: 10.3788/CO.20160904.0432
CHEN Hui-ying, WANG Wei-bing, WANG Ting-feng, GUO Jin. Relationship between performance of stochastic parallel gradient descent algorithm and distribution rule of deformable mirror[J]. Chinese Optics, 2016, 9(4): 432-438. doi: 10.3788/CO.20160904.0432
Citation: CHEN Hui-ying, WANG Wei-bing, WANG Ting-feng, GUO Jin. Relationship between performance of stochastic parallel gradient descent algorithm and distribution rule of deformable mirror[J]. Chinese Optics, 2016, 9(4): 432-438. doi: 10.3788/CO.20160904.0432

随机并行梯度下降算法性能与变形镜排布规律的关系研究

doi: 10.3788/CO.20160904.0432
基金项目: 

国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目 No.DAA7031024G

详细信息
    通讯作者:

    陈惠颖(1989-),女,吉林省吉林市人,硕士,研究实习员,2013年于哈尔滨工业大学获得硕士学位,主要从事光电精密仪器与控制算法方面的研究。E-mail:chenhy@iomp.ac.cn

  • 中图分类号: TP273.2

Relationship between performance of stochastic parallel gradient descent algorithm and distribution rule of deformable mirror

Funds: 

Supported by National High-tech R&D Program of China No.DAA7031024G

More Information
    Corresponding author: E-mail:chenhy@ciomp.ac.cn
  • 摘要: 对随机并行梯度下降算法(SPGD)性能与不同变形镜排布规律的关系进行了研究。以采用Roddier方法生成的由52项Zernike像差构成的畸变波前为整形对象,对SPGD算法的收敛速率和整形效果与变形镜排布规律(单元数分别为19、21、32、37、45、60、61、77、91)之间的关系进行了仿真研究。结果表明:从整体分析,随着变形镜单元数逐渐增多,SPGD算法的收敛速率和整形效果均逐渐变差;从局部分析,由于变形镜元胞类型变化和边缘占空比的影响,在渐变规律中产生了局部差异。
  • 图  1  波前整形系统

    Figure  1.  Schematic of wave-front shaping system

    图  2  初始波前分布

    Figure  2.  Diagram of initial wave-front distribution

    图  3  N单元变形镜

    Figure  3.  N-unit deformable mirror

    图  4  利用SPGD算法控制不同单元变形镜得到的性能指标J随迭代次数n变化的收敛过程

    Figure  4.  Convergence course that performance index J changes as iterative number n with SPGD algorithm by controlling different N-unit deformable mirror

    图  5  利用SPGD算法分别控制不同N单元变形镜整形到极限情况下得到的残余波前分布

    Figure  5.  Residual wave-front distribution obtained with SPGD algorithm by controlling different N-unit deformable mirror under the limiting condition

    表  1  Jlim、PVlim、RMSlim与不同变形镜单元数N之间的关系

    Table  1.   Relationship between Jlim,PVlim,RMSlim and different N-unit deformable mirror

    N917761604537322119
    Jlim=J50000.997 60.913 60.976 40.949 40.918 00.909 00.915 00.768 40.693 2
    PVlim0.168 9λ0.818 4λ0.533 7λ0.754 0λ0.803 4λ0.837 2λ0.733 9λ1.343 5λ1.242 8λ
    RMSlim0.007 7λ0.047 9λ0.024 6λ0.036 3λ0.046 6λ0.049 2λ0.047 4λ0.081 70.096 3
    下载: 导出CSV
  • [1] 杨慧珍,李新阳,姜文汉.自适应光学系统几种随机并行优化控制算法比较[J].强激光与粒子束,2008,20(1):11-16.

    YANG H ZH,LI X Y,JIANG W H. Comparison of several stochastic parallel optimization control algorithms for adaptive optics system[J]. High Power Laser And Particle Beams,2008,20(1):11-16.(in Chinese)
    [2] VORONTSOV M A,CARHART G W,RICKLIN J C. Adaptive phase-distortion correction based on parallel gradient-descent optimization[J]. Optics Letters,1997,22(12):907-909.
    [3] 杨慧珍,李新阳,姜文汉.自适应光学系统随机并行梯度下降控制算法仿真与分析[J].光学学报,2007,27(8):1355-1360.

    YANG H ZH,LI X Y,JIANG W H. Simulation and analysis of stochastic parallel gradient descent control algorithm for adaptive optics system[J]. Acta Optica Sinica,2007,27(28):1355-1360.(in Chinese)
    [4] 陈波,杨慧珍,张金宝,等.点目标成像自适应光学随即并行梯度下降算法性能指标与收敛速度[J].光学学报,2009,29(5):1143-1148.

    CHEN B,YANG H ZH,ZHANG J B,et al.. Performances index and convergence rate of parallel gradient descent algorithm in adaptive optics of point source[J]. Acta Optica Sinica,2009,29(5):1143-1148.(in Chinese)
    [5] VORONTSOV M A,CARHART G W. Adaptive optics based on analog parallel stochastic optimization:analysis and experimental demonstration[J]. J. Opt. Soc. Am. A,2000,17(8):1440-1453.
    [6] 王卫兵,王挺峰,郭劲.自适应光学随机并行梯度下降算法波前整形规律仿真研究[J].中国光学,2014,7(3):411-420.

    WANG W B,WANG T F,GUO J. Simulation on the law of wave-front shaping with stochastic parallel gradient descent algorithm for adaptive optics[J]. Chinese Optics,2014,7(3):411-420.(in Chinese)
    [7] 刘磊,郭劲,赵帅,等.随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用[J].中国光学,2014,7(2):260-266.

    LIU L,GUO J,ZHAO SH,et al.. Application of stochastic parallel gradient descent algorithm in laser beam shaping[J]. Chinese Optics,2014,7(2):260-266.(in Chinese)
    [8] Roddier N. Atmospheric wavefront simulation using Zernike polynomials[J]. Optical Engineering,1990,29(10):1174-1180.
    [9] 王燕儒,汪建业,徐鹏,等.近地面大气相干长度值对比实验分析[J].大气与环境光学学报,2010,5(4):263-268.

    WANG Y R,WANG J Y,XU P,et al.. Comparison of experimental analysis of atmospheric coherence length in surface layer[J]. J. Atmospheric and Environmental Optics,2010,5(4):263-268.(in Chinese)
  • 加载中
图(5) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  1043
  • HTML全文浏览量:  329
  • PDF下载量:  790
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-05
  • 修回日期:  2016-05-13
  • 刊出日期:  2016-08-01

目录

    /

    返回文章
    返回