光学系统仿真软件Seelight在自适应光学上的应用
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收稿 日期 ：２０１８－０１＿０９； 收到修改稿 日期 ：２０１８－０２—２８ 基金项 目：嗣家 ｆ１然科学基金资助项 目（６１５０５２７） 作者简介 ：孙￣（１９８０·）．男，博一Ｉ ，讲 师，主要从事 自适应 光学和光学系统仿真的研究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｑｕａｎ８０３＠ １６３． ｃｏｍ 通信作者 ： ￣（１９７９一）．女．博 一Ｉ：．副研究 员 ，主要从事 自适应 ）匕学和空间 光学的研究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｉｎｇｙｕ ０２０５＠１２６．ｃｏｍ
．
Ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａｎ ｅｆｅｃｔｉｖｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ．ｗｅ ｉｎ ．
ｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆ ｍｏｄｅＩ ｆｉｂｒａｒｉｅｓ ． Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ＰＺＴ ｄｅｆｏｒｍ ａｂｌｅ ， ｍｉｒｒｏｒ ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｈａｒｔｍａｎｎ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ｓｅｎｓｏｒ ｍｏｄｕｌｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｍ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｂｅａｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｒ ｆｉｅｌｄ ｂｙ ｃｏｒ． ｒｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｂｅａｍ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ａｄａｐｔｉｖｅ ． ｏｐｔｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｔ ｉｓ ｃｌｅａｒ ｔｈａｔ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｉｄｕａＩ ｇｒｅａｔｌｙ ， ｌｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅ Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｏｐｔｉｃａｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｉｓ ａ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏＲｗａｒｅ ｗｉｔｈ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｅｌ ｌｅｃｔｕａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｉｇｈｔｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｂｅａｍ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ。ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｅａｍ ｃｏｎｔｒｏ１
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍ ｕｌａｔ ｉｏｎ ｓｏｆｔｗ ａｒｅ
Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｉｎ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ
Ｓｕｎ Ｑｕａｎ ，Ｌｖ Ｐｉｎ ，Ｎｉｎｇ Ｙｕｒ，Ｘｉ Ｆｅｎｇｊｉｅ ，Ｌｉｕ Ｗｅｎｇｕａｎｇ１，Ｘｕ Ｘｉａｏｊｕｎ１
’Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ Ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ Ｓｔｕｄｉｅｓ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＤｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１００７３，Ｃｈｉｎａ ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０，Ｃｈｉｎａ
块和哈特 曼波前波传感器模 块构 成 自适应 光学仿真 系统通过校正光束 大气传输的波前畸 变来提 高远场光斑的光束质量
的过程 。验证 了在不同的湍流强度下 ， 自适应光学仿真 系统的校正效果随着湍流强度的增加 ，校正 残差大幅增加 ห้องสมุดไป่ตู้利
用 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ软件可 以对 包含 自适应光 学系统的各种光学 系统进行仿真建模，并可以对 系统进行有 效的验证分析和优化
Ａｒｔｉｃｌｅ
２０１８年 ．第 ４５卷 ，第 ３期
Ｄ Ｏ Ｉ：１０．１２０８６／ｏｅｅ．２０１８．１８００７７
光 学 系 统 仿 真软 件 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ在 自适应光学上 的应用
孙 全 １， 吕 品 ２， 宁 禹 １ ，习锋 杰 １， 刘文广 １，许晓军 １
国防科技大学前沿交叉学科学院 ，湖南 长沙 ４１００７３ 『十Ｉ闭科学 院软件研究所 ．北京 １Ｏ０Ｉ９０
摘要 ：光 学系统仿真软件 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ是一款 可以模拟光束产生、大气传输 与 自适应光束控制等光学 系统的具有 自主知识
产权 的系统仿真软件 ，为光 学系统应用研究提供 了有效的仿真 工具 本文首先介 绍了 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ软件的基本构架 、运 行
界 面和主要模型库 包含 的模块 ，并 利用 自适应光 学相 关的基本模型搭建 了自适应 光学仿真 系统 ，模 拟 了 ＰＺＴ变形镜模
＿
１ ８００７７．１
光 电工 程 ＤＯＩ：１０．１２０８６／ｏｅｅ．２０１８．１８００７７
ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｅｌｉｇｈｔ；ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ
设 计 。
关键 词 ：Ｓｅｅｌｉｇｈｔ； 自适应光学；仿真建模；验证 分析
中 图 分 类 号 ：０４３６； ０４３９
文 献 标 志 码 ：Ａ
引用格式 ：孙 全， 吕品，宁禹，等．光学系统仿真软件 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ在 自适应光 学上的应用［Ｊ］．光电工程 ，２０１８，４５（３）：
１８００７７
．
Ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａｎ ｅｆｅｃｔｉｖｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ．ｗｅ ｉｎ ．
ｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆ ｍｏｄｅＩ ｆｉｂｒａｒｉｅｓ ． Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ＰＺＴ ｄｅｆｏｒｍ ａｂｌｅ ， ｍｉｒｒｏｒ ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｈａｒｔｍａｎｎ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ｓｅｎｓｏｒ ｍｏｄｕｌｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｍ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｂｅａｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｒ ｆｉｅｌｄ ｂｙ ｃｏｒ． ｒｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｂｅａｍ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ａｄａｐｔｉｖｅ ． ｏｐｔｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｔ ｉｓ ｃｌｅａｒ ｔｈａｔ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｉｄｕａＩ ｇｒｅａｔｌｙ ， ｌｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅ Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｏｐｔｉｃａｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｉｓ ａ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏＲｗａｒｅ ｗｉｔｈ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｅｌ ｌｅｃｔｕａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｉｇｈｔｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｂｅａｍ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ。ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｅａｍ ｃｏｎｔｒｏ１
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍ ｕｌａｔ ｉｏｎ ｓｏｆｔｗ ａｒｅ
Ｓｅｅｌｉｇｈｔ ｉｎ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ
Ｓｕｎ Ｑｕａｎ ，Ｌｖ Ｐｉｎ ，Ｎｉｎｇ Ｙｕｒ，Ｘｉ Ｆｅｎｇｊｉｅ ，Ｌｉｕ Ｗｅｎｇｕａｎｇ１，Ｘｕ Ｘｉａｏｊｕｎ１
’Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ Ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ Ｓｔｕｄｉｅｓ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＤｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１００７３，Ｃｈｉｎａ ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０，Ｃｈｉｎａ
块和哈特 曼波前波传感器模 块构 成 自适应 光学仿真 系统通过校正光束 大气传输的波前畸 变来提 高远场光斑的光束质量
的过程 。验证 了在不同的湍流强度下 ， 自适应光学仿真 系统的校正效果随着湍流强度的增加 ，校正 残差大幅增加 ห้องสมุดไป่ตู้利
用 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ软件可 以对 包含 自适应光 学系统的各种光学 系统进行仿真建模，并可以对 系统进行有 效的验证分析和优化
Ａｒｔｉｃｌｅ
２０１８年 ．第 ４５卷 ，第 ３期
Ｄ Ｏ Ｉ：１０．１２０８６／ｏｅｅ．２０１８．１８００７７
光 学 系 统 仿 真软 件 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ在 自适应光学上 的应用
孙 全 １， 吕 品 ２， 宁 禹 １ ，习锋 杰 １， 刘文广 １，许晓军 １
国防科技大学前沿交叉学科学院 ，湖南 长沙 ４１００７３ 『十Ｉ闭科学 院软件研究所 ．北京 １Ｏ０Ｉ９０
摘要 ：光 学系统仿真软件 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ是一款 可以模拟光束产生、大气传输 与 自适应光束控制等光学 系统的具有 自主知识
产权 的系统仿真软件 ，为光 学系统应用研究提供 了有效的仿真 工具 本文首先介 绍了 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ软件的基本构架 、运 行
界 面和主要模型库 包含 的模块 ，并 利用 自适应光 学相 关的基本模型搭建 了自适应 光学仿真 系统 ，模 拟 了 ＰＺＴ变形镜模
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１ ８００７７．１
光 电工 程 ＤＯＩ：１０．１２０８６／ｏｅｅ．２０１８．１８００７７
ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｅｌｉｇｈｔ；ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ
设 计 。
关键 词 ：Ｓｅｅｌｉｇｈｔ； 自适应光学；仿真建模；验证 分析
中 图 分 类 号 ：０４３６； ０４３９
文 献 标 志 码 ：Ａ
引用格式 ：孙 全， 吕品，宁禹，等．光学系统仿真软件 Ｓｅｅｌｉｇｈｔ在 自适应光 学上的应用［Ｊ］．光电工程 ，２０１８，４５（３）：
１８００７７