自适应光学系统
校正动态波前畸变的光学技术
自适应光学系统是通过实时探测并校正动态波前畸变提升光学性能的技术体系。该技术起源于20世纪50年代天文学领域,核心由波前传感器、波前控制器和波前校正器构成闭环控制,通过变形镜调节镜面形态补偿大气湍流引起的相位误差,使地基望远镜达到近衍射极限分辨率。截至2024年,该技术已在天文观测中实现木卫一火山活动成像等突破,并扩展至显微成像、生物医学诊断与激光通信领域。当前技术发展聚焦激光导引星、多层共轭架构与智能化控制系统,支撑未来30米级望远镜建设需求。
技术原理
。与主动光学校正重力形变不同,本系统专注补偿大气湍流导致的微秒级动态畸变。典型工作流程包括:波前探测(精度达λ/20)、控制算法运算(延迟≤1ms)与变形镜执行(调节精度纳米级)三个阶段。
系统组成
发展历程
20世纪90年代首套实用系统装备3.6米ESO望远镜,2010年后多层共轭技术突破使校正视场扩大。2020年中国科学院光电所实现10Gbps星地激光通信,2024年极端自适应光学系统促成长曝光近红外成像分辨率提升30倍。
关键技术
应用领域
挑战与前景
现有系统面临天空覆盖率限制(自然导星区域%)与可见光波段促动器密度不足(需6400单元/8米镜)等技术瓶颈。发展方向包括:1)智能自适应光学,融合深度学习预测湍流演变;2)矢量自适应光学,同步校正相位与偏振畸变;3)模块化设计降低中小型望远镜应用成本。预计2025年前将成为所有6米级以上地基望远镜标准配置。
参考资料
望远镜的“清晰眼药水”——激光导星技术.中科院院网中科院院机关网站.2024-04-01
自适应光学时代的到来.bolide.lamost.org.2025-05-25
最新修订时间:2025-10-21 09:28
目录
概述
技术原理
系统组成
发展历程
参考资料