[Chinese Optics Letters报道]自适应光学系统能够实时探测并补偿大气湍流引起的动态波前扰动，从而提高光学系统的成像能力。但是，这种补偿能力会受到被校正波前与自适应光学系统各自的时间-空间特性的匹配程度的限制。因此，在自适应光学系统的设计中，寻求系统参数和动态波前的最佳匹配是一个重要的研究内容。

中科院光电所饶长辉研究员课题组最近提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）和数字信号处理（DSP）的实时处理系统。该实时处理系统成功应用在127单元自适应光学系统上，与云南天文台的1.8m望远镜进行了对接，并以实际天文恒星为目标，进行了大气湍流参数的实时处理。该研究成果发表在Chinese Optics Letters 2012年第12期上（ doi: 10.3788/COL201210.120101 ）。

在这个实时处理系统中，FPGA作为协处理器，加速计算密集部分，根据自适应光学系统闭环工作时的残余斜率和校正电压实时复原出原始的大气湍流扰动信息。DSP作为主处理器，根据FPGA的结果进行后续复杂的统计运算，实现大气相干长度、外尺度、风速和相干时间的计算。

针对127单元自适应光学系统，FPGA复原原始大气湍流信息的处理延时为19.65 us，DSP以3700帧数据作为一组进行统计的处理延时为553.8 ms。

本研究在自适应光学系统闭环工作时实现了大气湍流参数的实时处理，为根据动态波前特性及时优化自适应光学系统的参数，从而提高自适应光学系统对大气湍流的闭环校正效果创造了条件。

这是国内首次实现与自适应光学系统同目标、同路径下的大气湍流参数的实时处理，可以根据得到的大气湍流特性及时优化自适应光学系统的参数，进一步提高系统的校正性能。同时，可以实时评估自适应光学系统工作时的外界大气条件，为评价自适应光学系统的校正性能提供了客观依据。

在后续的工作中，他们还将在如何利用实时计算的大气湍流参数指导自适应光学系统参数的优化方面展开研究。

说明：系统结构图