基于Zernike模式法的变形反射镜补偿面型求解方法

针对变形反射镜校正非垂直入射畸变波前时,补偿面型求解的复杂性,借助波前补偿原理,提出利用变形反射镜对系统Zernike波像差的响应矩阵求解变形镜补偿面型的方法。结合Zernike模式法复原波前,利用CODEV仿真分析变形镜补偿畸变波前过程。以某红外自适应光学系统为例,仿真验证补偿效果。此方法能够简化变形反射镜控制算法,加深对自适应光学原理的认识。     

基于压电陶瓷促动器的连续镜面变形镜研制进展

为了开展自适应光学技术研究,研制了一系列的基于压电陶瓷促动器的连续镜面变形镜,促动器控制单元数分别为21、97、137和961。利用变形镜作为自适应光学波前校正器,进行了多个室内、室外的自适应光学校正实验,取得了很好的实验效果,其中137单元变形镜在1.23 m望远镜上面的自适应光学系统中取得了对0.2″双星的校正效果,在700~900 nm波段接近望远镜的衍射极限。介绍了变形镜的基本结构,各变形镜的主要参数测试及关键性能指标,列举了各变形镜在自适应光学系统中的应用情况。最后对变形镜的研制进展及应用进行了展望。     

微变形反射镜技术应用及发展

变形反射镜是用于自适应光学中波前校正的重要元件,它能产生可控的波面校正量对波面相位加以校正。但随着自适应光学技术的发展,传统变形反射镜已不能满足微型化、集成化的发展需求,而基于微机电加工技术的新型变形反射镜的出现解决了传统变形反射镜存在的问题。介绍了微变形反射镜的工作原理,国内外微变形反射镜技术的发展情况及其在自适应光学中的应用,并对分立式与连续表面微变形反射镜的校正能力进行了比较分析,最后阐述了微变形反射镜器件技术展望。     

用自适应光学照相机拍摄月球表面图像

欧洲南方无文台的天文学家 宣布,他们已获得地上记录月球表面最清晰鲜明的图像。这些图像是他们用NACO自适应光学照相机拍摄的。照相机装在该台8.2m直径的甚大望远镜(NLT)上。 基于自适应光学的仪器使用一种明亮的点光源作参考,以修正由于光线穿过大气层造成图像的光畸变。该台科学家决定用月球上一座被太阳照亮的高山作为引导,以试验此种自适应光学系统。 图像通过位于2.3μm波长处的一个窄带滤光片,以0.22s的曝光时间拍摄。图像的月球表面清晰度约为130m,相当于宇航员在月球上空400km处所看见的图像。     

为空间望远镜研制轻型反射镜

美国圣迭戈复合光学元件公司已为欧洲空间局的远红外和亚毫米波空间望远镜制成一个2 m的原型反射镜.该镜由碳纤维的加强复合聚合物制成,重77磅. 该镜系与航空航天避喷气推进实验室合作研制.望远镜有一3.5 m反射镜,在运转温度为80 K时,表面精度为几微米均方根.基底的面积密度小于20 kg/cm2.此空间望远镜将用以研究星球和星系的发展. (以上由罗山供稿)     

激光星体使天文观察清晰

法国天文学家已用强激光束建造一种人造星体 ,可使地基天文学出现革命性变化。原子能委员会皮埃尔·拉特实验室的研究人员将光束聚焦在离地面约 90 km中大气层的一点上。该星体是激光束激发钠原子所发射的荧光。研究者认为 ,此项技术可用于天文观察中避免大气湍流的影响。空气中的温度变化 ,即使在高空产生 ,也会严重破坏光学和红外观察。天文学家可以利用大气对点光源产生的效应部分修改其图像 ,然后用自适应光学使望远镜结构产生形变 ,进行图像的实时修正。但是 ,在需要亮星的地方并非总有这种星体供他们调节参考。使用人工星体的想法是法…     

利用变形反射镜和激光导星扩大校正视场

为了扩大自适应光学(AO)系统的校正视场,在主要湍流层的共轭面上设置两个变形反射镜(DM),即采用分层共轭自适应光学(MCAO)的方法.主湍流层的共轭面位置设置两个变形反射镜和激光导星可以将湍流层上不同高度位置产生的波前畸变进行分离,并使焦距非等晕性几乎完全消除.在自适应光学系统中,角度的非等晕性产生的波前误差主要取决于校正的模式数、大气介质折射率结构常数(C2n)的分布和系统的几何尺寸.结果表明:对于孔径为3.5 m的望远镜,利用两个变形反射镜能够达到3弧分的校正视场.     

云南天文台1.2m望远镜61单元自适应光学系统

云南天文台1.2 m望远镜61单元自适应光学系统已经完成升级改造并投入使用.该自适应光学系统主要由倾斜跟踪控制回路、高阶校正回路以及高分辨力成像系统组成.为了提高系统的跟踪精度,倾斜跟踪控制回路由两级倾斜校正回路串联而成,用于校正望远镜的跟踪误差和大气湍流引起的倾斜跟踪误差.高阶校正回路主要由一套哈特曼波前传感器、一块61单元变形反射镜以及一套高速数字波前处理机组成.系统中哈特曼波前传感器的工作波段为400～700 nm,系统成像波段为700～900 nm.在介绍61单元自适应光学系统各组成部分的基础上,对该系统的性能进行了分析,并给出了实际天文恒星目标的高分辨力自适应光学成像观测结果.     

复共轭自适应光学系统可改善对天体的观察

由于在大型地基望远镜上装上自适应光学系统 ,天体物理学家现已具备分辨力接近哈勃太空望远镜 ,同时集光能力远比哈勃大的仪器。例如 Keck10 m望远镜的集光本领为哈勃望远镜的 16倍 ,采用自适应光学以后 ,其分辨力已可达到 0 .0 34弧秒。这些系统依靠待研究天空区内存在的明亮导星。此种导星使由于大气湍流产生的波前误差得以测量和校正。(我们感光趣的一个天体发光够亮而角尺寸又够小 ,也可用作导星。)然而 ,一般的自适应光学系统存在两个问题。一是它们只能对导星周围最接近的一小块天空 (等晕块 )进行充分校正。二是由于足够亮的天然导…     

光学复制技术在某型号导弹上获成功应用

本文以某型号导弹红外导引头生产过程中因磁钢主反射镜镜面膜层脱落而影响产品质量为技术背景,论述了采取光学复制法取代传统法制造磁钢主反射镜的解决途径和工艺措施,着重介绍了光学复制磁钢主反射镜及其红外导引头的工艺试验方案、项目、方法结果和结论。最后,简单介绍了该工艺成果在某型号导弹上的实际应用。     

自适应变形镜激光应用技术

自适应变形镜技术在激光加工、激光发射和远距离输出、聚焦系统等方面的应用正日益受到重视，不断发展。它是激光光束质量和聚焦特性自适应控制的关键技术。本文着重论述高功率强激光加工中自适应变形镜技术及其对“飞行光学”聚焦特性控制的新技术。     

自适应光学令视网膜成像清晰

多年来,天文学家一直采用自适应光学元件,如变形反射镜来处理由大气湍流或其它像差导致的模糊图像。最近,罗彻斯特大学的一组研究人员将自适应光学技术应用于对人眼的成像中,并取得了惊人的成果。即使是视力好的人们也会出现光学像差现象,因为角膜和晶状体的微小缺陷使进入人眼的光发生畸变。这虽对视觉影响不大,但对那些想获得高清晰度视网膜图像的临床医生来说却是一个问题。由于像差会降低图像质量,因此,眼科医生若想获得所需     

自适应光学系统误差分析与参数优化研究

影响大口径地基自适应光学望远镜成像的因素很多,为获得近衍射极限的高分辨力成像效果,需要对系统的关键参数进行优化.本文分析了影响地基光学望远镜成像的误差源,建立合理的误差评价模型.并利用仿真的方法对该模型进行了验证,并对湍流条件、望远镜口径、采样频率、变形镜驱动器间距、导星等关键参数进行了优化分析.与仿真结果对比表明:误...     

离轴双反射镜重新成像红外望远镜

美国专利US7390101 (2008年6月24日授权)本发明提供一种采用两块反射镜的红外望远镜,它是按一种离轴偏心光瞳重新成像结构制造的。为了提高传统的双反射镜望远镜的图像质量,主镜和次镜的反射     

X射线望远镜

X射线望远镜由聚光和成像反射镜以及在其焦平面上的二维检测器构成。X射线望远镜观察达到波长0．1nm，入射角为0．5。。这里X射线望远镜的制作有两种方法，一个重视分辨率，另一个重视聚光性能，同时满足上述两者，可以说是今后最大的开发课题。利用多层膜反射镜制作也与光学望远镜同样的正入射型X射线望远镜。     

自适应光学中变形镜的研究

大气对激光束的湍流效应是制约激光通信技术发展的一个主要因素,研究发现自适应光学技术可以有效的缓解激光束在大气中传输受到的影响。自适应光学系统由探测器、控制器和校正器3部分组成。首先由探测单元和控制单元确定控制信号,然后通过控制器改变变形镜的镜面,以达到校正波前的目的。变形镜是自适应光学系统中实现波前校正的关键器件．其特性将直接影响系统对波前光束的改善结果。通过对变形镜的工作原理、分类、技术要求和性能指标的研究．该系统补偿效果达到90％。     

自适应光学中变形镜的研究

大气对激光束的湍流效应是制约激光通信技术发展的一个主要因素,研究发现自适应光学技术可以有效的缓解激光束在大气中传输受到的影响.自适应光学系统由探测器、控制器和校正器3部分组成.首先由探测单元和控制单元确定控制信号,然后通过控制器改变变形镜的镜面,以达到校正波前的目的.变形镜是自适应光学系统中实现波前校正的关键器件,其特性将直接影响系统对波前光束的改善结果.通过对变形镜的工作原理、分类、技术要求和性能指标的研究,该系统补偿效果达到90%.     

非致冷光学成像器件

为了获得一种无需致冷但具有适当特性的光学成像器件特别是在红外波段工作的光学成像器件,本发明提出了一种无需采用低温装置的红外成像器件。该红外成像器件通过用一列MEM微反射镜对入射在传感器列阵上的光束进行调制,使其热噪声的影响减小到了最低限度。它特别适合在摄像机和望远镜中用于红外成像。     

激光钠导引星技术研究进展

望远镜是人类探索宇宙奥秘最重要的科学工具之一。大型地基光学望远镜对天观测时,大气扰动使星光波前畸变导致其实际分辨率大幅下降,是长期困扰高精度天文观测的重大科技问题。因此世界各大望远镜均在竞相发展自适应光学技术,以校正大气造成的波前畸变,使望远镜达到近衍射极限分辨率,这标志着地基光学望远镜正在进入自适应光学望远镜时代。激光钠导引星是用激光激发海拨约90 km电离层中的钠原子产生的人造亮星,作为自适应光学校正的信标源,是自适应光学望远镜的核心技术之一。文中介绍了激光钠导引星技术的原理、方法与国内外发展状况,尤其是该实验室采用的固体激光和频技术,实现了钠D2线光谱匹配和钠层激发匹配的微秒脉冲钠导引星激光,并在国内外大望远镜上使用获得成功。     

基于自适应光学的大气光通信波前校正实验

为了缓解大气光通信中由于大气湍流的影响而产生的波前畸变、反射等严重影响通信质量的现象,文章采用了自适应光学技术,即对畸变波前进行重构后再利用反射变形镜进行修正的方法,从理论分析、实验研究方面开展了自适应光学修正传输波前的研究工作。研究结果表明：在相同实验条件下,在保持链路误码率定量为（1×10-6）时,使用自适应光学技术比不使用时系统发射功率减小了50%。在近地大气激光通信中,自适应光学技术在增加系统增益,减小系统误码率方面效果显著。