激光导星可以部分解决自适应光学系统信标难题。给出典型激光导星自适应光学系统主要误差空间功率谱的简化计算模型。与常用的MonteCarlo类型的模拟相比，该模型提供了激光导星自适应光学系统性能随主要控制参数变化的一种快速有效的评估手段。

在自适应光学系统中，高精跟踪回路的闭环误差由未完全补偿的跟踪残余误差和倾斜噪声误差组成。利用高精跟踪回路闭环残余倾斜数据和电压数据，可以计算高精跟踪回路的跟踪残余误差、倾斜噪声以及开环倾斜误差。基于此种方法对1．2m望远镜61单元白适应光学系统中高精跟踪回路的性能进行了在线分析。分析结果表明，系统引入的噪声随着所观测恒星星等的增加而增加．

对于同时具有可变形分块式主镜和变形镜的空间望远镜光学系统,提出一种基于小波分解的并联波前校正法。该方法根据分块式主镜和变形镜的空间校正能力不同,利用小波分析的多分辨率分析的特点按不同尺度分解波前误差,将空间频率高于主镜空间带宽的各层波前误差合并为高频波前误差由变形镜校正,余下的低频误差由主镜校正;应用MATLAB小波工具箱对并联波前校正法进行数学仿真,并与依光路顺序的串联波前校正法进行比较,结果说明基于小波解耦的并联校正法波前校正精度高于串联校正法,适用于空间望远镜光学系统。

从光学性能仿真和结构版图设计两方面对基于微机电系统技术的分立式微变形镜进行了研究。以符合柯尔莫哥洛夫湍流统计理论的大气随机波前作为被校正对象,对方形排列、砖形排列和蜂窝形排列的三种分立式微变形镜进行了面形函数构建与波前校正仿真;从单元数量、控制电极、释放孔、弹性支撑梁和寻址线等方面给出了分立式微变形镜的结构、版图设计准则;最终采用两层多晶硅表面牺牲层工艺完成了一种方形排列37单元分立式微变形镜的制备,并对其镜面光学质量和电压-位移曲线进行了测试。

采用微小型自适应光学系统提高系统的分辨率具有非常广泛的应用前景。建立了基于Hartmann技术的波前处理机系统,利用MEMS微变形镜进行波前校正并对结果进行了分析,验证了利用微小自适应光学系统校正畸变波前的科学性,给出了建立实用高分辨率传输型微小自适应光学系统的可行性建议。

设计一套基于液晶空间光调制器的人眼视网膜成像自适应光学系统，以获得高分辨率视网膜图像，并且使该系统实现体积小，功耗低，成本低等优点．采用夏克一哈特曼探测器和基于硅基板上的液晶器件分别作为波前探测器和波前校正器．系统采用双对准光源以主观方式来使人眼对准，近红外光探测成像以减小对人眼的刺激．使人眼对有限距离对焦，以减小离焦对成像的影响，使该系统既可用于正常眼，又可用于近视眼．用ZEMAX软件对系统进行了模拟分析，认为该系统可获得高于3μm的视网膜分辨率，该系统设计是合理可行的．

建立了一个小型Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器来测量大气扰动特征。通过单子孔径的象移和许多间距不同的子孔径之间的象移差测得的到达角起伏的统计值来计算出Ｆｒｉｅｄ参数ｒ０。本文推导了采用不同孔径参数的实验结果，以及波前斜率的功率谱密度。

由于自适应光学系统的实现成本很高,所以利用电子计算机进行系统仿真,把它作为一种行之有效的研究方式已被大量应用.讨论了在自适应光学系统计算机仿真中,大气湍流形成畸变波前过程的仿真模型,提出了利用Kolmogorov功率谱算法构造畸变波前的方法.

通过对微机械薄膜变形镜影响函数矩阵的奇异值分解,构建了变形镜可以校正的像差模式空间,分析了变形镜对正交基模式的校正能力和校正范围,提出了一种变形镜闭环迭代控制算法。通过对影响函数矩阵低秩近似的方法滤除校正性能较差的基模式的影响,实现了对畸变像差的有选择校正。以人眼出射波前为对象进行实验,通过比较不同模式项数校正时的效果,确定了最优校正模式项数的范围,通过设置残差容限的方法,消除了人眼晃动和眨眼的影响。实验结果表明：控制算法能通过选择合适的校正项数,提高变形镜的校正性能,并获取到了高清晰度的人眼视网膜图像,为眼科疾病诊断和治疗提供了一种新的观察手段。

对自适应光学系统中的控制算法设计进行了整体研究。首先对自适应光学系统各模块的物理特性进行了分析,并在此基础上建立了系统整体的数学模型。针对传统处理含有纯滞后环节系统近似方法的不足,文章采用直接求解系统传递函数幅频和相频解析函数的方法来对系统特性进行分析,通过比较系统的开环特性、闭环特性、误差和噪声传递特性等对三种控制方法（积分控制、PI控制和Smith控制）的控制品质进行了分析。分析和仿真结果表明,Smith控制方法对自适应光学系统能够达到较好的控制效果,为实际系统的设计提供了理论指导。