Амплитудно-фазовая адаптивная коррекция атмосферных искажений оптического излучения

• Автор: Макенова, Наиля Алтынхановна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 83 с. : 39 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Численная модель адаптивной системы и экспериментальная установка, предназначенная для фазирования составного зеркала

1.1. Модель распространения когерентного пучка в турбулентной атмосфере

1.2. Две модели датчика Гартмана

1.3. Алгоритм регистрации особых точек в волновом фронте излучения

1.4. Модель оптической системы, предназначенной для фазирования

составного зеркала

1.5. Описание экспериментального стенда

Глава 2. Фазовое и амплитудно-фазовое управление лазерным пучком.

Сравнение эффективности

2.1. Преимущества и недостатки алгоритмов ОВФ и фазового сопряжения для
компенсации турбулентной атмосферы
2.2. Влияние интенсивности турбулентности на качество адаптивной
фокусировки с использованием метода апертурного зондирования
2.3. Обращение волнового фронта с использованием амплитудного
модулятора
2.4. Реализация амплитудно-фазового управления в двухзеркальной
адаптивной системе
Основные выводы по Главе
Глава 3. Коррекция турбулентных искажений с учетом ограничений, вносимых датчиком Гартмана
3.1. Восстановление датчиком непрерывной фазовой поверхности Г
3.2. Особые точки в фазовом профиле лазерного пучка. Статистика
дислокаций
3.3. Влияние дислокаций на точность восстановления фазы датчиком
Г артмана
Основные выводы по Главе

Глава 4. Фазирование составного зеркала
4.1. Модель адаптивного наземного телескопа
4.2. Искажения в оптическом тракте телескопа
4.3. Алгоритм фазирования составного зеркала. 2п - проблема
4.4. Расширение динамического диапазона алгоритма
4.5. Экспериментальное исследование процесса фазирования
Основные выводы по Г лаве
Заключение
Список литературных источников

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Современная адаптивная оптика - это интенсивно развивающаяся область знаний, с чрезвычайно широким диапазоном практических приложений. Специальные элементы, предназначенные для компенсации искажений излучения, вводятся в оптический тракт конфокальных микроскопов, промышленных систем резки и сварки металла лазерным пучком, используются для коррекции аберраций, возникающих в резонаторах мощных лазеров.
Кроме инженерных задач, актуальным для адаптивной оптики является проведение теоретических исследований, развитие численных методов. С помощью численного эксперимента возможно получить достаточно подробную информацию о практически любой значимой характеристике оптического излучения, проанализировать эффективность использования различных модификаций элементов адаптивной системы.
С начала 70-х годов прошлого столетия за рубежом появились первые [1] работы по численному моделированию атмосферных искажений оптического излучения. В конце 70-х гг. в России были опубликованы первые теоретические работы по адаптивной коррекции [2], работы по численному исследованию распространения оптических волн в нелинейной среде [3-5]. Позже на основе разработанных алгоритмов (прежде всего, это фазовое сопряжение, апертурное зондирование и его различные модификации) были построены адаптивные системы коррекции лазерных пучков [100, 52]. Кроме перечисленных выше интенсивно развиваются системы коррекции изображения в телескопах, которые включаются в оптические тракты почти всех наземных астрономических приборов, работающих в оптическом диапазоне.

Рис. 1.17. Конструкция сервоприводов зеркала.
1 - отражающая поверхность сегмента, 2 - упругая опора, 3 - пьезоэлектрический толкатель, 4 - склейка, 5 - основание.
Источники оптического излучения
В качестве источников излучения использовались два газовых лазера ЛГ 52/3 и ЛГН - 406. Лазерные источники имели следующие параметры.
Первый источник:
Тип лазера - Не-№, ЛГ 52/3.
Длина волны излучения - 0,63 мкм.
Спектральный состав - мода ТЕМ0оч.
Мощность - 2 мВт.
Пульсации мощности излучения - 10%.
Диаметр пучка на выходном зеркале, измеренный по уровню 0,5 мощности излучения - 1 мм.
Расходимость пучка, измеренная по уровню 0,5 мощности излучения -1,74x10'3 рад.
Второй источник:
Тип лазера - ЛГН - 406.
Длина волны излучения - 0,52 мкм.
Мощность - 5 Вт.
Пульсации мощности излучения - 5%.