“自适应光学系统”是如何工作的?

打个激光就完事了么?

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Topp天文研究生,摄影爱好者

2014-02-19 19:09

打个激光就完事的是超人……

自适应光学简单的说就是通过监测大气造成的畸变的程度,实时反馈到波前修正装置,以改正大气畸变的方法。

我们目前使用的方法是:认为恒星发出的光到我们地球上是平行光,波前的扭曲(或者说星象的畸变,下图中的perturbed wavefront)是由于大气湍流抖动引起的,所以将望远镜收集来的星光通过一块半透半反镜(下图中BS)分出一小部分进行分析,然后通过波前分析(下图中的wavefront sensor)得到改正函数,再通过控制部分(下图中control hardware)反馈给波前改正镜(下图中的DM)来改变形状,修正波前的扭曲。

这个技术说起来简单,但是实际做起来就很麻烦了。从收到信号到改正镜变形完成需要在大气湍动的弛豫时间内完成,否则这就是马后炮了,而这个弛豫时间是在毫秒量级的。也就是说,改正镜要在毫秒时间内完成变形,且能承受每秒上百的变形。

这前面说了半天这么热闹,没提打激光的事儿啊!别急啊,你看,望远镜收集来的光线不可能全都给你做波前分析去,大多数光还得用作科学研究,但是如果视场中没有一颗足够亮的星去做波前分析怎么办?那就用激光在大气层上层造一个人造星点呗。所以激光才不是自适应光学的精髓,更好的波前分析系统可以利用更暗弱的星,那么就不用打那个激光了。

查资料的过程中找到了@Shea 翻译的一篇文章:http://bolide.lamost.org/report/rep27.htm 里面有一些技术细节。不过感觉文章本身略老,可能有更新的技术应用在实际中了。

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