前言
篇综述及基本理论介绍
章综述
1.1自适应光学的基本概念
1.2自适应光学发展概况
1.2.1自适应光学理论发展概况
1.2.2自适应光学技术应用
1.2.3我国自适应光学技术的研究概况
1.3无波前探测自适应光学技术发展概况
1.3.1阶段：20世纪70～80年代
1.3.2第二阶段：20世纪90年代后期至今
1.4随机并行梯度下降控制技术发展和应用现状
1.5本书主要内容
参考文献
第2章随机并行梯度下降算法基本理论
2.1无波前探测自适应光学系统的特点与最优化方法
2.2随机近似类算法：同时扰动随机近似算法
2.3神经网络应用中随机误差下降算法
2.4自适应光学系统中梯度下降类算法
2.4.1顺序梯度下降算法
2.4.2多元高频振动算法
2.4.3随机并行梯度下降算法
2.5SPGD算法收敛性分析
2.6SPGD算法收敛速度分析
2.7SPGD算法稳定性分析
2.8本章小结
参考文献
第二篇基于SPGD控制算法的AO系统基本性能研究
第3章SPGD控制算法静态畸变校正仿真与分析
3.1仿真模型介绍
3.2静态波前畸变生成
3.3目标函数分析模块
3.4波前校正器
3.5SPGD算法模块
3.6仿真结果与分析
3.6.1算法收敛性验证
3.6.2对同一种畸变取不同扰动幅度和增益系数
3.6.3固定增益和随机扰动幅度对不同程度畸变的适应情况
3.6.4自适应增益
3.7本章小结
参考文献
第4章几种随机并行优化算法在AO系统中应用的比较
4.1基于随机并行优化算法的自适应光学系统仿真模型
4.2随机并行优化算法介绍
4.2.1随机并行梯度下降算法
4.2.2遗传算法
4.2.3模拟退火算法
4.2.4模式提取算法
4.3仿真结果
4.3.1各算法参数的选取
4.3.2收敛速度
4.3.3校正效果
4.3.4局部极值
4.4讨论与分析
4.5本章小结
参考文献
第5章32单元变形镜SPGD控制算法实验研究
5.1实验装置
5.2目标函数的选取
5.3随机并行梯度下降算法
5.4实验结果
5.4.1实验参数选取
5.4.2校正效果和收敛速度
5.5讨论与分析
5.6本章小结
参考文献
第6章基于SPGD算法的自适应光学带宽分析
6.1SPGD算法收敛速度与校正器单元数的关系
6.2收敛速度与校正器单元数关系的实验分析
6.2.1实验系统与实验方案
6.2.2实验结果与分析
6.3基于SPGD算法的自适应光学校正带宽分析
6.3.1高速自适应光学实验系统
6.3.2动态波前校正实验结果与分析
6.3.3闭环实验系统的校正带宽分析
6.4本章小结
参考文献
第7章基于SPGD算法自适应光学系统中的目标函数
7.1点目标成像无波前探测自适应光学的目标函数
7.2像清晰度函数J1、平均半径J2和环围能量J3的特性分析
7.2.1目标函数随波前残差RMS的变化趋势
7.2.2目标函数扰动|J+—J—|随波前残差RMS的变化趋势
7.3三种目标函数的SPGD算法闭环仿真
7.4本章小结
参考文献
第三篇基于SPGD控制算法的AO系统性能优化
第8章基于Zernike模式的AO系统优化
8.1理论基础
8.1.1控制系统结构优化
8.1.2Zernike多项式和校正器影响函数的关系
8.2仿真结果与分析
8.2.132单元和61单元变形镜校正能力分析
8.2.2低阶像差的模式优化和驱动器电压优化比较
8.2.3高阶像差的模式优化和驱动器电压优化比较
8.2.4高阶像差的模式和驱动器电压组合优化结果
8.3本章小结
参考文献
第9章SPGD算法中随机扰动信号的统计优化
9.1随机扰动信号对SPGD算法收敛速度的影响
9.2基于Zernike模式的随机扰动信号优化
9.2.1δm（x，y）和φ（x，y）的统计相关性
9.2.2Zernike模式法优化随机扰动电压
9.3Zernike模式优化随机扰动电压闭环仿真
9.3.1闭环仿真模型
9.3.2单阶Zernike像差的校正
9.3.3大气湍流波前畸变校正
9.4波前校正器的合理选择
9.5本章小结
参考文献
0章Zernike模式法实现DM和TM的解耦控制
10.1耦合问题
10.2耦合分析
10.3解耦控制
10.4本章小结
参考文献
1章分段随机扰动用于SPGD算法优化
11.1分段随机扰动幅值的SPGD算法实现
11.2结果与分析
11.2.1弱湍流时畸变波前校正分析
11.2.2弱湍流时最佳初始随机扰动幅值选取分析
11.2.3中等、强湍流时大气湍流畸变波前校正分析
11.3本章小结
参考文献
2章基于Hadamard模式的SPGD算法优化
12.1H_GD算法
12.2数值仿真
12.3本章小结
参考文献
第四篇基于SPGD控制算法的AO系统应用
3章扩展目标成像校正
13.1背景介绍
13.1.1应用背景
13.1.2扩展目标成像模型
13.2成像清晰度函数
13.3高分辨率成像AO系统模型
13.4高分辨率成像仿真结果
13.4.1灰度方差函数作为图像质量标准
13.4.2灰度梯度模平方和作为图像质量指标
13.4.3拉普拉斯函数作为图像质量指标
13.4.4频率评价函数作为图像质量指标
13.4.5成像结果比较
13.4.6校正能力分析
13.5本章小结
参考文献
4章成像噪声对扩展目标成像校正效果的影响
14.1仿真模型
14.2结果与分析
14.2.1噪声与目标函数之间关系
14.2.2噪声对校正效果的影响
14.3结论
14.4本章小结
参考文献
5章焦斑形态控制
15.1背景介绍
15.2焦斑整形仿真模型
1.5.3焦斑整形结果与分析
15.4本章小结
参考文献
6章激光器光束净化
16.1基于SPGD算法的激光光束净化自适应光学系统
16.2光束净化数据及分析
16.3本章小结
7章光纤激光相干合成系统仿真
17.1新型光纤自适应光学校正器简介
17.1.1压电式光纤相位调制器
17.1.2自适应光纤准直器
17.2一种基于SPGD算法的光纤激光相干合成系统模型
17.2.1特殊的畸变波前
17.2.2基于总体目标函数和局部目标函数的相干合成模型
17.2.3SPGD算法平台
17.3仿真结果与分析
17.3.1SPGD算法增益系数分析
17.3.2锁相与倾斜校正的关系
17.4与Vorontsov相干合成模型的比较
17.5本章小结
参考文献
8章倾斜像差对光纤激光相干合成的影响与模拟校正
18.1倾斜像差影响分析
18.1.1模型介绍
18.1.2模型选取
18.1.3影响分析
18.2系统与算法控制
18.2.1系统结构
18.2.2SPGD控制算法
18.3控制特性仿真研究
18.3.1静态平移、倾斜像差模拟校正
18.3.2动态倾斜像差模拟校正
18.4本章小结
参考文献
9章基于倾斜控制的光纤激光相干合成实验
19.1基于自适应PIB评价函数的光纤放大器相干合成实验
19.1.1研究方案
19.1.2基于自适应PIB评价函数的倾斜控制
19.1.3相干合成
19.2基于远场发散角评价函数的光纤放大器相干合成实验
19.2.1实验平台
19.2.2SPGD算法控制过程
19.2.3远场发散角评价函数
19.2.4基于远场发散角的倾斜控制
19.2.5相干合成实验结果
19.3本章小结
参考文献
第20章基于目标在回路的光纤激光相干合成实验
20.1基于目标在回路的相干合成原理
20.2实验系统
20.2.1实验平台
20.2.2控制策略
20.3实验结果
20.3.1相干合成
20.3.2光束控制
20.4本章小结
参考文献

随着自适应光学应用领域的拓展，开发结构简单、成本低廉的自适应光学系统已成为当今亟待解决的问题。《自适应光学随机并行优化控制技术及其应用》是一部关于无波前探测自适应光学技术及其应用的书籍，结合作者对基于随机并行梯度下降控制算法的无波前探测自适应光学系统的理论和应用等研究工作，对随机并行梯度下降算法的理论基础、基于随机并行梯度下降的自适应光学系统性能和应用进行了论述和探讨。《自适应光学随机并行优化控制技术及其应用》共四篇，篇介绍自适应光学基础知识和随机并行梯度下降控制算法的理论基础；第二篇和第三篇分别从理论分析和实验角度介绍基于随机并行梯度下降的自适应光学系统基本性能及其优化方法；第四篇介绍几个典型领域的应用研究。