基于FPGA的夏克-哈特曼探测器实时波前处理机

• 作者: 刘召庆 李力 董冰 金伟其
• 来源期刊: 红外技术
• 关键词: 夏克-哈特曼探测器 实时波前处理机 FPGA
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 系统与设计|SYSTEMS & DESIGNS
• 页码范围: 717-722
• 页数: 6页
• 分类号: TN219
• 语种: 中文

摘要

夏克-哈特曼波前传感器是目前自适应光学系统中应用最为广泛的实时波前探测器.本文针对具有高分辨、高帧速、大规模子孔径数的夏克-哈特曼传感器,根据其波前处理计算量和实时性的要求,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA,field-programmable gate array)的实时波前处理机结构及波前斜率计算方法.该方法利用核心处理模块重复利用的方式完成子孔径内光斑质心的计算,并通过USB3.0将处理后的质心数据实时传输给PC机.处理机以一片XILINX公司Kintex7-XC7K325T的FPGA作为处理芯片进行了设计,结果表明:该算法可对560帧/s的1020×1020图像(580 MB/s数据量),56×56子孔径哈特曼传感器,进行低延时实时光斑质心计算,提高了系统的波前处理速度和整个自适应光学系统的控制速度.