Адаптивная оптика

Адаптивная оптика - техника управления световым пучком в пространстве. Современное направление в прикладной оптике, связанное с необходимостью учёта и коррекции изменений пучков света, прежде всего в воздушной среде.

Адаптивная оптика занимается разработкой оптических систем, позволяющих в процессе работы управлять в пространстве формой распространяющегося электромагнитного волнового фронта. Как правило распространяющийся волновой фронт под воздействием атмосферной турбулентности вызывает искажения фронта волны. Коррекцией и компенсацией этих случайных возмущений и искажений, а также повышением разрешающей способности оптической системы для компенсации случайных возмущений и соответственно повышения уровня разрешения наблюдательных приборов, уровня концентрации излучения на приемнике или мишени занимается адаптивная оптическая система.

История[править | править код]

С 1950-х гг. адаптивная оптика начала интенсивно развиваться, с основной задачей компенсации искажений фронта, вызванных атмосферной турбулентностью и вызывающих интерференцию, наложение волн, которые и вызывают основное ограничение на разрешающую способность наземных телескопов. С появлением орбитальных телескопов и мощных лазерных излучателей эти проблемы оказались связанными с другими видами помех. Например, поведением самих космических аппаратов: наличием вибраций, ускорений, градиентом гравитации и др.

Источники искажений в оптике[править | править код]

Турбулентность и иные флуктуации плотности среды;
Воздействие мощных потоков света (например, Лазерные лучи) на коэффициент преломления среды.

Адаптивные оптические системы[править | править код]

Адаптивные оптические системы классифицируются по порядку волновых аберраций оптических систем, которые они способны компенсировать. Это выражается степенью полинома, при помощи которого определяется фазовая поправка по сечению пучка:

Простейшие системы 1-го и 2-го порядка. Они изменяют общий наклон волнового фронта и его кривизну простым перемещением отдельных оптических элементов фиксированной формы.

Системы более высокого порядка. В качестве корректирующих элементов вначале использовались зеркала, разбитые на определённое число независимо перемещаемых сегментов. Но они вытесняются гибкими («мембранными») зеркалами, изменением формы поверхности которых управляют встроенные системы с изгибающими моментами внутри самого зеркала, или при помощи действия сил со стороны самой несущей конструкции.

Также часто используются небольшие деформируемые зеркала с пьезоэлектрическими приводами, устанавливаемые на участках оптической системы с умеренными размерами сечения светового пучка, которые расположены вблизи от фокальной плоскости объектива телескопа и др.^[1]