ВИМІРЮВАННЯ НЕЙРОМЕРЕЖЕЮ ХВИЛЬОВОГО ФРОНТУ НА ОСНОВІ ФОРМИ СВІТЛОВОГО ВІДБИТКУ

Анотація

Визначення хвильового фронту є необхідним для вимірювання та компенсації аберацій в різних оптичних системах: від телескопів до людського ока. В спеціалізованих приладах для цього використовуються різні сенсори, як-от Гартмана-Шека, пірамідальний, та ін. Сенсори хвильового фронту мають обмеження, можуть вносити спотворення через утворення відблисків, а також збільшують габарити оптичних систем. З метою подолання цих перешкод, сучасними дослідниками ведеться робота в тому числі і з залученням нейронних мереж, які в останні роки знаходяться в фокусі уваги наукової спільноти. Одним з напрямків цієї роботи є використання методів навчання з підкріпленням, яке має ряд переваг над нейронними мережами прямого розповсюдження, зокрема здатність до коригування своїх дій, що є актуальним для вимірювальних систем. Як приклад, існують системи, що використовують гнучкі дзеркала для відтворення припущень нейромережевого агента щодо значень коефіцієнтів Церніке, що описують хвильовий фронт, із подальшим визначенням якості компенсації аберацій. В даній роботі запропоноване рішення на основі оптимізації проксимальної політики (англ. – Proximal Policy Optimization, PPO) зі спрощеною оптичною системою, яка складається лише з двох детекторів та одного світлоподільника, а відтворення припущень агента відбувається шляхом віртуального рейтрейсингу. В результаті перевірки працездатності отримано точність 95% для хвильових фронтів, що описуються трьома коефіцієнтами Церніке нижчих порядків. В подальшому планується вдосконалення шляхом залучення більш ефективних методів навчання з підкріпленням.