气动光学自适应校正研究进展

自1982年Gilbert明确提出气动光学问题以来的理论和实践研究表明:气动光学畸变已严重影响机载/弹载激光能量系统及激光信息系统的性能。但是,由于气动光学畸变的高时间、高空间频率特征,现有的反馈控制自适应光学系统控制带宽尚不能满足高频气动光学波前畸变实时校正对系统带宽的需求。通过梳理近30多年来人们致力于气动光学自适应校正所做的机理、测量、校正等方面的标志性研究工作,以明确气动光学研究的问题、现状及未来的研究思路,从而为广大气动光学研究者提供理论和技术参考。     

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％。     

大气湍流位相畸变自适应光学校正的数值分析

实现了适应光学系统校正激光大气湍流位相畸变的数值模拟,研究了自适应光学系统的校正效率随湍流强度的变化规律以及横向风速对自适应光学校正效果的影响。结果表明,自适应光学系统能够校正湍流造成的激光波前位相畸变,提高靶面激光峰值功率密度,降低靶面激光强度起伏。湍流强度对于自适应光学系统的校正效率有比较大的影响,湍流强度较弱和较强,自适应光学系统的校正效率均不高;只有中等强度的湍流,校正效率最高。此外,横向风速对于自适应光学系统的校正效果也有比较大的影响．随着横向风速的增大,自适应光学系统的校正效果不断变差。     

旨在现实应用的自适应光学

大型地面望远镜用自适应光学系统来测量和补偿快速波动的波前畸变，这种畸变使通过湍流大气观测的物像模糊。例如，由于大气湍流影响而产生像差的双星体像原来表现为不能分辨的模糊像。用自适应光学系统对湍流补偿后就使成像系统能分辨出两个明显不同的星体。在很多其它领域，包括通讯、生物医学和激光焊接等，补偿都起重要作用。大气畸变影响地基、自由空间激光通讯。医学装置（例如内窥镜）通过体液使组织成像，而体液引起光学像差和使图像质量变差。这种像差影响内窥外科术和视网膜外科术中激光功率的精确提供。同样，热感生像差也影响激…     

自适应光学与干涉技术

自伽利略时代起，天文观测的分辨率就因大气湍流而限制在０．５ｓ左右。今天，天文学家即将使可见和红外波段的观测极限分辨率提高数十倍，数百倍以至数千倍。     

工业界对自适应光学感兴趣

带有运动光学元件的激光材料加工机中 ,激光源到聚焦光学元件之间的光路长短决定于加工空间内工作头所处的位置。材料加工的需要使工作空间趋向逐渐增大 ,这就使光路变长 ,加工过程发生变化 ,以至超出规定的公差 ,造成所生产零件质量的下降。光束变粗使聚焦元件处的照度下降和发散度增加 ,因而出现新的问题 ,即在加工件处原有的焦点参数直径和位置发生改变。在传统的被动型光束变换器件 (如扩束器等 )达到其使用极限时 ,自适应光学却有能力保持焦点参数恒定或在加工过程中人为改变这些参数。对变化的适应自适应光学镜片是一种柔性器件 ,它能…     

价廉多用途自适应光学器件

1　引言　　自适应反射镜的研制主要是为了补偿地基望远镜的大气畸变 ,近来它们在激光系统中也找到应用。保证反射镜成功用于自适应光学系统的主要要求是反射镜的变形和频率范围、少量控制通道、表面的高温稳定性、生产和应用简便 ,以及廉价反射镜。双层压电晶片元件的自适应反射镜能满足上述要求。S.A.Kokorowsky、S.G.Lipson和 E.Steinhaus提出双层压电晶片自适应反射镜。罗蒙洛索夫国立大学实验室主任 V.I.Shmalgauzen教授进行双层压电晶片反射镜研究 ,其目的是将它们用于大气畸变的补偿。俄罗斯科学院激光研究中心指出了双层压电晶…     

自适应光学补偿大气层的影响

速度更快的计算机和更为敏感的照相机刺激了自适应光学在天文学、激光通信和教育方面的应用。光学望远镜是历史最悠久的科学仪器之一,被天文学家几世纪以来用于观测各种恒星和行星。由于近年来探测技术的发展和计算机处理能力的提高,现在,使地球上的望远镜可以观察到远程目标清晰的图像。探测宇宙信息的要求使天文学家们把望远镜送到地球大气层以外的太空中,因为大气层会使地面望远镜接收的信息产生畸变。     

天文学的新希望:自适应光学

自从 40 0年前伽利略用望远镜观察天空以来 ,为探索宇宙更深处 ,天文学家使用的望远镜越来越大。尽管在反射镜技术、望远镜结构及传感器方面取得长足进步 ,还是有一个重要因素制约地面天文望远镜的灵敏度和分辨率 ,即大气中的固有湍流结构。无论望远镜的直径如何大 ,大气湍流都会将长曝光时间地基图像的分辨率限制到 1弧秒。部分因为这一明显障碍 ,天文学家已将新观测活动转移到太空中进行。这一方法显然很费钱 ,且孔径变小。如哈勃太空望远镜孔径仅 2 .4m,它发射时正在建造的地面望远镜要比它大 3～ 4倍。不过哈勃太空望远镜的角分辨率比大…     

自适应光学揭示星系碰撞

碰撞是星系进化的决定性因素。星系合并时，其核心的黑洞也合并在一起。正是从“共同进化”及其中心黑洞的观察中可以获得中心黑洞质量和星系特性的详细关系。也正是在研究近距离碰撞的星系后才可以在实验室搞清楚合并过程的细节。     

能动光学,自适应光学和激光导星

天文光学观测对于人们了解宇宙至关重要，但地基望远镜的能力受到望远镜误差和光通过大气时各种效应的严重限制，制在已能建造内装矫正器件，使得在进行观测时可补偿上述两类效应造成的成象质量恶化，为充分发挥刚刚问世的８级望远镜的潜力，这种为能动光学或自适应光学的能动矫正能力极其重要，自适应光学领域中某些物理限制可以通过人工建造参考星－激光导星而克服，这些新技术最近已成功地应用到中型和特大型望远镜上。