Chapter 7 自适应光学.pdf

第 七 章 自 适 应 光 学 张思炯 天文与空间科学学院 天文技术与方法教研室 中国科学院大学 Chapter 7 自适应光学 本章主要内容和参考书  本章主要内容  7.1 自适应光学的基本原理  7.2 天文望远镜和大气视宁度  7.3 望远镜自适应光学系统的光学设计  7.4 自适应光学系统的关键元器件及核心算法  7.5 自适应光学系统的性能  参考书  1. R.K. Tyson, principle of adaptive optics.3rd，CRC press. Chapter 7 自适应光学 7.1 自适应光学的基本原理  自适应光学的基本原理 自适应光学系统系统主要包含三个核心部分： 波前传感器： 用来传感大气湍流引起的波前像差； 波前校正器： 用来校正大气湍流引起的波前像差； 控制器： 将波前传感器传感的波前像差信息， 转化为电压信息，施加到波前校正 器上。 自适应光学系统结构示意图 Chapter 7 自适应光学 7.1 自适应光学的基本原理  大气湍流对成像的影响 大气折射率结构函数及其功率谱 距离为ρ 的两点间的折射率变化可以表示为 2 2 2/3 D   n r n r  C  ， =7.1.1 n       n   2 D  C n   n(r)为折射率，r 表示位置， n 为大气折射率结构系数， 又 称为大气折射率结构函数。 大气折射率功率谱可以通过公式(7.1.1)的傅里叶变换得到  2 11/3  K  0.033C K n   n K  K ，K  K ,K ,K 其中，K为大气的空间频率。  x y z  。 Chapter 7 自适应光学 7.1 自适应光学的基本原理  大气湍流对成像的影响 大气折射率结构函数及其功率谱 大气湍流不断由大尺度湍流转为小尺度湍流，但是湍流尺度不 能无限小，当湍流的雷诺数足够小时，小尺度湍流会转为热消 失； L1  K l 1 大气湍流的空间频率满足 0 0 ，其中，L 为大尺度大 0 气湍流的尺寸， l 为小尺度大气湍流的尺寸。