Astronomija

Adaptyviosios optikos pavarų skaičius

Adaptyviosios optikos pavarų skaičius


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Gerai žinoma, kad teleskopo difrakcijos skiriamoji geba priklauso nuo išorinio diafragmos spindulio: Pavyzdžiui, galima naudoti tik siaurą išorinį parabolinio veidrodžio žiedą, o skiriamoji geba bus tokia pati kaip ir viso veidrodžio (akivaizdu, kad intensyvumas bus daug mažesnis).

Paimkite tokį žiedinį teleskopą, tarkim, 3 cm pločio žiedą, kurio skersmuo yra 100 metrų.

Tarkime, kad mes naudojame adaptyvią optiką. Kiek pavarų reikia norint pasiekti maksimalią įmanomą skiriamąją gebą?

Darau prielaidą, kad atstumas tarp pavarų turėtų būti Fried spindulio r0 eilės (t. Y. Vienas pavaras maždaug kas 10 cm žiedo apskritime). T.y. skaičius arba pavaros turėtų būti D / r0 eilės, kur D yra angos skersmuo.

Ar tai teisinga?


Gerai žinoma, kad teleskopo difrakcijos skiriamoji geba priklauso nuo išorinio diafragmos spindulio: Pavyzdžiui, galima naudoti tik siaurą išorinį parabolinio veidrodžio žiedą, o skiriamoji geba bus tokia pati kaip ir viso veidrodžio (akivaizdu, kad intensyvumas bus daug mažesnis)

Jūsų klausimo prielaida yra klaidinga. Bandžiau įtikinti jus atskirti tai kaip atskirą klausimą, bet nesėkmingai. Taigi aš atsakysiu čia.

Iš komentaro:

Aš asmeniškai apskaičiavau žiedinės diafragmos teleskopo perkėlimo funkciją ir radau, kad funkcijos palaikymas Furjė erdvėje yra toks pat kaip ir apskritos diafragmos. Tai yra elementarus pratimas.

Norėdami padėti iliustruoti, kad siauros žiedinės diafragmos skiriamoji geba yra daug blogesnė nei visos diafragmos, atliksiu greitą palyginimą. Pirmasis diagrama yra difrakcijos schema (skalė yra +/- 0,5 lanko sekundės), kai aiški diafragma yra 2 milijonai bangos ilgių (pvz., 1 metro spindulys su 1 mikrono bangos ilgiu), o antrasis - tai pačiai diafragmai su 0,9 metro trukme.

Aš naudoju „Airy“ diskus ir „Babinet“ principą, kad prieš kvadratą atimčiau obstrukcijos E lauką. Norint atlikti šią simetriją, nereikia atlikti aiškios Furjė analizės, „Airy“ diskas yra žiedinės diafragmos žingsnio funkcijos Furjė transformacija. (taip pat žr.)

Tai skirta žiedui, kurio išorinis spindulys yra 1,0 ir vidinis - 0,9. Jei tai būtų 1,0 ir 0,99, tai atrodytų daug daug blogiau!

Paimkite tokį žiedinį teleskopą, tarkim, 3 cm pločio žiedą, kurio skersmuo yra 100 metrų.

Tai suteiktų jums milžinišką purslų modelį, maždaug tokio paties dydžio, kaip ir paprastas 3 cm skersmens teleskopas.

„Python“ scenarijus:

iš scipy.special importuoti j1 importuoti matplotlib.pyplot kaip plt importo numerį kaip np def get_E (a, lam, theta): ka = (twopi / lam) * ax = ka * np.sin (teta) grąžinti * (2. * j1 (x) / x) pusiaukelė, pi, twopi = [f * np.pi už f (0,5, 1, 2)] laipsniais, radai = 180 / pi, pi / 180 arcsekų = np. diapazonas (0, 0,5, 0,0001) [1:] teta = (arcsecs / 3600.) * Rads r1, r2 = 1,0, 0,9 lam = 1E-06 arcsecs = np.linspace (-1, 1, 1000) # arcsec (praleidžia nulį, kad būtų išvengta) Xas, Yas, = np.meshgrid (arcsecs, arcsecs) Ras = np.sqrt (Xas ** 2 + Yas ** 2) teta = Ras * pi / 3600. / 180. E1, E2 = [ženklas * get_E (r, lam, teta) r, prisijunkite ((r1, +1), (r2, -1))] asec = np.linspace (0, 1,0, 500) [1:] th = asec * pi / 3600. / 180. e1, e2 = [sign * get_E (r, lam, th) for r, prisijunkite ((r1, +1), (r2, -1))] Etot = E1 + E2 etot = e1 + e2, jei tiesa: plt.figure () plt.subplot (2, 2, 1) pltimsimshow (E1 ** 2, cmap = "pilka") plt.title ('r = 1,0, lam = 1E-06', fontsize = 16) plt.subplot (2, 2, 3) plt.imshow (Etot ** 2, cmap = "pilka") plt.title ('r1, r2 = 1,0, 0,9, lam = 1E-06', šriftas dydis = 16) plt. subplot (2, 2, 2) plt.plot (1E + 06 *-asis, th * e1 ** 2) # svoris pagal th azimutinės (phi) integracijos plt.xlabel ('urad', fontsize = 14) plt.title ('r = 1,0, lam = 1E-06, sveikoji teta') plt.plot.plot. (2, 2, 4) plt.plot. (1E + 06 *-oji, th * etot ** 2) # svoris pagal th azimutinės (phi) integracijos plt.title ('r1, r2 = 1.0, 0.9, lam = 1E-06, integ theta') plt.xlabel ('urad', fontsize = 14) plt.show ()

Astronominė adaptyvioji optika

Adaptyvioji optika dabar yra visiškai subrendusi technika, skirta pagerinti stebėjimų, atliktų naudojant antžeminius astronominius teleskopus, kampinę skiriamąją gebą. Jis yra prieinamas daugumoje pagrindinių optinių / IR stebėjimo centrų ir yra planuojamas kaip neatsiejama naujos kartos ypač didelio teleskopo dalis. Šioje mini apžvalgoje, skirtoje ne AO ​​specialistams, mes prisiminsime naktinės astronominės adaptyviosios optikos istoriją, veikimo principą, pagrindinius komponentus, veikimą ir ateitį.

Eksportuoti citatą ir santrauką BibTeX UIP


TIKROJO LAIKO ATITINKIMO ATMOSFERINIAM TURBULIUI Taisymas

PROGRAMOS

Didelė Žemėje ir kosminėje erdvėje esančių sprendimų serija

Adaptyvia optika galima ištaisyti greitus aberacijų pokyčius, kuriuos sukelia atmosferos turbolencija. „Dinaminė optika“ siūlo didelę sprendimų seriją. Teleskopuose gali būti naudojami tiek deformuojami veidrodžiai, tiek deformuojami lęšiai, apimantys visas įmanomas specifikacijas.

Deformuojami veidrodžiai pasižymi puikia bangos fronto korekcija, veikiančia iki šimtų pavarų, ir greitu bangos fronto jutimu.

Deformuojami lęšiai yra labai geras sprendimas mažiems / vidutinio dydžio teleskopams, kuriuose svarbu kompaktiškumas ir naudojimo paprastumas. Deformuojamus lęšius galima įdiegti be didesnių dabartinės sąrankos pakeitimų ir naudoti su mūsų greita Shackas Hartmannas bangos fronto jutiklis, skirtas realaus laiko bangos fronto korekcijai aukštu dažniu bet kokiu bangos ilgiu nuo matomo iki telekomunikacijų bangos ilgio, esant 1550 nm.


Kas yra adaptyvioji optika?

Adaptyvioje optikoje (AO) nukrypimams ištaisyti naudojamas dinamiškai pertvarkomas optinis elementas. Aberacijos yra šviesos bangų fazės iškraipymai, kurie gali būti mikroskopuose arba dėl optikos trūkumų, arba dėl bandinių optinės struktūros. Be adaptyvaus elemento, AO sistemai taip pat reikalingas aberacijos matavimo metodas, kuriame gali būti naudojamas bangos fronto jutiklis arba netiesioginis metodas, kai aberacijos korekcija yra optimizuojama atliekant matavimų seką. Abu šie matavimo metodai buvo naudojami mikroskopuose.

AO koncepcija pirmiausia buvo įvesta kariniams tikslams, o vėliau - astronominiams teleskopams. AO poreikis šiose programose buvo įveikti probleminį atmosferos turbulencijos poveikį, dėl kurio atsirado aberacijų, kurios kinta laiku. Nors pagrindinė AO samprata turėtų būti perkeliama iš teleskopų į mikroskopus, susijusios optinės sistemos yra labai skirtingos. Iš tiesų nebuvo įmanoma tiesiogiai perkelti technologijų iš astronomijos, todėl reikėjo kitų naujovių.

Pažymime, kad kartais sutinkami kiti terminai, tokie kaip „aktyvioji optika“ arba „dinaminė optika“. Nors frazės tam tikru laipsniu gali būti pakeistos su „adaptyvia optika“, šie kiti terminai dažnai taikomi situacijoms, kuriose naudojami pertvarkomi elementai, tačiau nebūtinai koreguojant aberacijas.


Turinys

Dauguma šiuolaikinių teleskopų yra atšvaitai, kurių pagrindinis elementas yra labai didelis veidrodis. Istoriškai pirminiai veidrodžiai buvo gana stori, kad išlaikytų teisingą paviršiaus figūrą, nepaisant jėgų, linkusių ją deformuoti, pavyzdžiui, vėjo ir paties veidrodžio svorio. Tai apribojo jų maksimalų skersmenį iki 5 ar 6 metrų (200 arba 230 colių), pavyzdžiui, Palomaro observatorijos Halės teleskopu.

Naujos kartos teleskopai, pastatyti nuo aštuntojo dešimtmečio, vietoje to naudoja plonus, lengvesnius veidrodžius. Jie yra per ploni, kad tvirtai išlaikytų teisingą formą, todėl prie galinės veidrodžio pusės pritvirtinta pavarų grupė. Vykdomieji elementai veikia kintančias jėgas veidrodžio korpuse, kad atspindintis paviršius išliktų teisingos formos per vietą. Teleskopas taip pat gali būti suskirstytas į kelis mažesnius veidrodžius, kurie sumažina nukritimą dėl svorio, atsirandančio dideliems monolitiniams veidrodžiams.

Vadintuvų, vaizdo kokybės detektoriaus ir kompiuterio derinys, skirtas valdyti pavaras, kad gautų geriausią įmanomą vaizdą, vadinamas aktyvi optika.

Pavadinimas aktyvus optika reiškia, kad sistema išlaiko optimalų veidrodį (paprastai pirminį) prieš aplinkos jėgas, tokias kaip vėjas, įlinkimas, šiluminis plėtimasis ir teleskopo ašies deformacija. Aktyvioji optika kompensuoja iškraipančias jėgas, kurios keičiasi palyginti lėtai, maždaug sekundžių grafiku. Todėl teleskopas yra aktyviai vis tiek optimalios formos.

Palyginimas su adaptyvia optika Redaguoti

Aktyvios optikos nereikėtų painioti su adaptyvia optika, kuri veikia daug trumpesnį laiką, kad kompensuotų atmosferos poveikį, o ne dėl veidrodžio deformacijos. Įtakos, kurias kompensuoja aktyvioji optika (temperatūra, gravitacija), yra iš esmės lėtesnės (1 Hz) ir turi didesnę aberacijos amplitudę. Kita vertus, prisitaikanti optika koreguoja atmosferos iškraipymus, kurie paveikia vaizdą 100–1000 Hz dažniu („Greenwood“ dažnis, [4] priklausomai nuo bangos ilgio ir oro sąlygų). Šios korekcijos turi būti daug greitesnės, bet ir mažesnės amplitudės. Dėl to adaptyvioje optikoje naudojami mažesni korekciniai veidrodžiai. Anksčiau tai buvo atskiras veidrodis, kuris nebuvo integruotas į teleskopo šviesos kelią, tačiau šiais laikais tai gali būti antras, [5] [6] trečias arba ketvirtas [7] veidrodis teleskope.

Taip pat galima aktyviai stabilizuoti sudėtingus lazerinius įrenginius ir interferometrus.

Nedidelė pluošto dalis nutekėja per pluošto vairavimo veidrodžius, o lazerio pluošto padėčiai matuoti naudojamas keturių kvadrantų diodas, o kita - židinio plokštumoje už objektyvo - krypčiai matuoti. Sistema gali būti pagreitinta arba labiau apsaugota nuo triukšmo naudojant PID valdiklį. Impulsinių lazerių valdiklis turėtų būti užfiksuotas kartojimo dažniu. Nuolatinis (nepulsinis) bandomasis spindulys gali būti naudojamas norint stabilizuoti iki 10 kHz dažnių juostos plotį (prieš vibraciją, oro turbulenciją ir akustinį triukšmą) mažo pasikartojimo dažnio lazeriuose.

Kartais „Fabry – Pérot“ interferometrų ilgis turi būti sureguliuotas, kad būtų išlaikytas tam tikras bangos ilgis. Todėl atspindėta šviesa išgaunama naudojant „Faraday“ rotatorių ir poliarizatorių. Maži įvykio bangos ilgio pokyčiai, kuriuos sukuria akustinis-optinis moduliatorius, arba trukdžiai įeinančiai spinduliuotei daliai suteikia informacijos, ar „Fabry Perot“ yra per ilgas, ar per trumpas.

Ilgos optinės ertmės yra labai jautrios veidrodžio išlygiavimui. Valdymo grandinė gali būti naudojama maksimaliai galiai. Viena galimybė yra atlikti nedidelius pasukimus su vienu galiniu veidrodžiu. Jei šis sukimasis yra maždaug optimalioje padėtyje, galios virpesiai nevyksta. Bet kurį šviesos spindulį nukreipiantį svyravimą galima pašalinti naudojant aukščiau minėtą sijos valdymo mechanizmą.

Taip pat tiriama rentgeno spindulių aktyvioji optika, naudojant aktyviai deformuojamus ganomuosius veidrodžius. [8]


Adaptyviosios optikos pavarų skaičius. Astronomija

P. Murdinas (red.), Aktyvioji optika (Fizikos leidybos institutas, Bristolis, 2000).

R. N. Wilson, F. Franza ir L. Noethe, "Aktyvioji optika. I. Sistema, skirta optimizuoti optinę kokybę ir sumažinti didelių teleskopų išlaidas.", J. Mod. Pasirinkti 34, 485-509 (1987).

E.-D. Knohl, „VLT pirminė palaikymo sistema“, Proc. SPIE 2199, 271-283 (1994).

M. Ferrari, „VLT interferometro uždelsimo linijų kintamo kreivumo veidrodžio sukūrimas“, Astronomy and Astrophysics 128, 221-227 (1998).

B. Schmidtas, „Komos neturintis teleskopas“, Mitt. Hamburg Sternv. 7, 15 (1932).

G. Lemaitre, „Nauja Schmidto korektorių plokščių gamybos procedūra“, Appl. Optika 11, 1630-1636 (1972).

J. E. Nelsonas, G. Gaboras, L. K. Huntas, J. Lublineris ir T. S. Mastas „Įtemptų veidrodžių poliravimas. 2: Paraboloido ne ašies atkarpos gamyba“, Appl. Optics 19, 2341-2352 (1980).

J. W. Hardy, Adaptyvioji optika astronominiams teleskopams (Oxford University Press, Oxford, 1998).

R. J. Nollas, „Zernike polinomai ir atmosferos turbulencija“, J. Opt. Soc. Esu. 66, 207-211 (1976).

L. E. Cohan ir D. W. Miller, „Integruotas lengvų, aktyvių veidrodžių projektavimo modeliavimas“, Opt. Eng. 50, 063003-063003-13 (2011).

D. C. Redding, S. A. Basinger, A. E. Lowman, A. Kissil, P. Y. Bely, R. Burg, R. G. Lyon ir kt., „Bangos fronto jutimas ir valdymas naujos kartos kosminiam teleskopui“, Proc. SPIE 3356, 758-772 (1998).

M. Laslandes, M. Ferrari, E. Hugot ir G. Lemaitre, „Skrydžio metu atliekamų didelių kosminių teleskopų, naudojant aktyvią optiką, aberacijų korekcijos“, Proc. SPIE 7739, 77393A-77393A-12 (2010).

M. Laslandes, N. Rousselet, M. Ferrari, E. Hugot, J. Floriot, S. Viv & egraves, G. Lemaitre ir kt., „E-ELT segmento streso poliravimas LAM: viso masto demonstratoriaus statusas“. Proc. SPIE 8169, 816903-816903-10 (2011).

S. P. Timošenko ir S. Woinowsky-Krieger, Plokščių ir kriauklių teorija („McGRAW-Hill International Editions“, Niujorkas, 1959).

G. R. Lema & icirctre, Astronominė optika ir elastingumo teorija - aktyviosios optikos metodai (Springer, Berlynas, Heidelbergas, 2009).

J. C. Dainty, A. V. Koryabin ir A. V. Kudryashov, „Žemos eilės prisitaikantis deformuojamas veidrodis“, Appl. Optics 37, 4663-4668 (1998).

R. H. Freemanas ir J. E. Pearsonas „Deformuojami veidrodžiai visais metų laikais ir dėl priežasčių“, Appl. Optics 21, 580-588 (1982).

M. Laslandes, E. Hugot, M. Ferrari ir A. Liotard, „Veidrodis su mechaniniu įtaisu optinėms aberacijoms generuoti“, Prancūzijos patentas FR1102805 (2011).

M. Laslandes, E. Hugot ir M. Ferrari „Koreguojantis įtaisas su deformuojamu veidrodžiu, kad būtų kompensuota bent viena aberacija su žinoma evoliucija“. Prancūzijos patentas FR1153390 (2011).

I. Smithas ir D. Griffithas, baigtinių elementų metodo programavimas (ketvirtasis leidimas, Wiley, Hoboken, 2004).

J. Bonnans, J. Gilbert, C. Lemarechal ir C. Sagastizabal, Skaitmeninis optimizavimas: teoriniai ir praktiniai aspektai (Springer, Berlin, Heidelberg, 2009).

J. Lubliner ir J. E. Nelson, "Stresinių veidrodžių poliravimas. 1: Nonaxisimetrinių veidrodžių gamybos technika", Appl. Optics 19, 2332-2340 (1980).

E. Hugot, G. R. Lema & icirctre ir M. Ferrari, „Aktyvioji optika: vieno pavaros principas ir kampinio storio pasiskirstymas astigmatizmo kompensavimui pagal elastingumą“, Appl. Optika 47, 1401-1409 (2008).

E. Hugot, M. Ferrari, K. E. Hadi, P. Vola, J. L. Gimenez, G. R. Lemaitre, P. Rabou ir kt., „Aktyvioji optika: torinių veidrodžių įtempimo poliravimas adaptyviosios optikos sistemai VLT SPHERE“, Appl. Optika 48, 2932-2941 (2009).

M. Laslandes, C. Hourtoule, E. Hugot, M. Ferrari, C. Lopez, C. Devilliers, A. Liotard ir F. Chazallet „Aktyvioji erdvės optika: deformuojamo veidrodžio veikimas bangos priekyje“ korekcija kosminiuose teleskopuose "Proc. SPIE 8442 (2012).

K. Patterson, S. Pellegrino ir J. Breckinridge, „Plonų veidrodžių formos korekcija atkuriamame moduliniame kosminiame teleskope“, Proc. SPIE 7731, 773121-773121-12 (2010).

D. Wickas, B. Bagwellas, T. Martinezas, D. Payne'as, S. Restaino ir R. Romeo, „Lengvoji, aktyvioji kosmoso ir kosmoso optika“, „Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference“ pranešimų medžiaga, 13 (Maui ekonominės plėtros taryba, Maui, 2006).


Adaptyviosios optikos pavarų skaičius. Astronomija

Astronomijos optika reiškia galingą aktyvios ir adaptyvios optikos metodų, taikomų instrumentams nuo rentgeno spindulių iki artimojo infraraudonųjų spindulių, plėtrą teleskopų, spektrografų ir vainikinių planetų ieškiklių projektavimui. Šiame pranešime ypač pabrėžiama aktyviosios optikos metodų plėtra. Itin tikslūs ir nepaprastai lygūs aktyviosios optikos metodų paviršiai leidžia naujoms optinėms sistemoms, kuriose naudojami labai asferiniai ir ašies nesimetriniai paviršiai. Priklausomai nuo tikslo ir našumo, reikalingo deformuojančiam optiniam paviršiui, elastingumo teorijos analizė atliekama arba su mažų deformacijų plonų plokščių teorija, ir su didelių deformacijų plonų plokščių teorija, ir seklių sferinių apvalkalų teorija, arba su silpnai kūginių apvalkalų teorija. Tada veidrodžio storio pasiskirstymas nustatomas kaip susijusių lenkimo pavarų ir krašto sąlygų funkcija. Norint sukurti tam tikrą optinę formą, reikia ieškoti optinių sprendimų su minimaliu pavarų skaičiumi


Adaptyvioji optika astronomijoje

Šią knygą citavo šie leidiniai. Šis sąrašas sukurtas remiantis „CrossRef“ pateiktais duomenimis.
  • Leidėjas: Kembridžo universiteto leidykla
  • Paskelbimo internete data: 2009 m. Lapkričio mėn
  • Spaudos leidimo metai: 1999
  • Internetinis ISBN: 9780511525179
  • DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511525179
  • Dalykai: Stebėjimo astronomija, technika ir instrumentai, fizika ir astronomija

Siųskite el. Laišką savo bibliotekininkui ar administratoriui, kad rekomenduotumėte pridėti šią knygą prie savo organizacijos ir # x27s kolekcijos.

Knygos aprašymas

Adaptyvioji optika yra galinga nauja technika, naudojama paryškinti Žemės atmosferos neryškius teleskopų vaizdus. Ši autoritetinga knyga yra pirmoji skirta adaptyviosios optikos naudojimui astronomijoje. Adaptyviosios optikos technika, daugiausia sukurta gynybos reikmėms, astronomijoje buvo pristatyta visai neseniai. Jau leido antžeminiais teleskopais gaminti vaizdus, ​​kurių ryškumas prilygsta Hablo kosminio teleskopo vaizdams. Tikimasi, kad ši technika sukels revoliuciją antžeminės optinės astronomijos ateityje. Parašytas tarptautinės ekspertų komandos, pradėjusios šios srities plėtrą, šis laiku pateiktas tomas pateikia griežtą technikos įvadą ir išsamią dabartinių ir būsimų sistemų apžvalgą. Tai turėtų tapti standartine nuoroda magistrantams, mokslininkams ir optikos inžinieriams astronomijoje ir kitose mokslo srityse, kuriose adaptyvioji optika randa naujų įdomių programų.

Atsiliepimai

„Labai rekomenduojama astronominėms bibliotekoms ir tiems, kurie ateityje rimtai naudojasi AO sistemomis.“

Paul O’Brien Šaltinis: observatorija

„Šis naujas ir išplėstas leidimas to, kas tapo nusistovėjusia optikos knygų klasika, yra labai sveikintinas… pateikia labai reikalingą informacinį darbą ... tema yra kruopščiai nagrinėjama ir skaitytojui pateikiama puiki apžvalga tema, kuri turi didelę reikšmę astronomijos ateičiai ... kruopščiai rekomenduojamas visiems, kurie domisi nuotolinio matymo optinių sistemų projektavimu “.


Adaptyvioji optika

Šviesą, keliaujančią pas mus iš kosmoso, iškreipia nedideli neramios Žemės atmosferos temperatūros pokyčiai. Tai matome pakėlę akis į žvaigždes. Dideli optiniai žvaigždės šviesos sutrikimai atrodo kaip aukšto dažnio ryškumo svyravimai, dar kitaip vadinami „mirgančiais“. Nors akiai malonu, mirksėjimas labai apsunkina mokslą, nes mažus, išsamius vaizdus paverčia didelėmis, neryškiomis dėmėmis.

Teleskopai naudojami dviem pagrindiniais tikslais, pagerinant mūsų jautrumą ir skiriamąją gebą. Jautrumas reiškia, koks silpnas objektas gali būti ir vis dar aptinkamas. Rezoliucija nurodo, kaip gerai mes galime pamatyti detales stebimame objekte.

Teoriškai galime padidinti savo teleskopų jautrumą ir skiriamąją gebą, padidindami jų pagrindinių veidrodžių dydį. Tačiau dėl neryškios Žemės atmosferos, kai antžeminio teleskopo pagrindinis veidrodžio skersmuo yra didesnis nei keli coliai, padidinus jo dydį, jo skiriamoji geba nebeauga.

Vienas iš atmosferos neryškumo sprendimų yra paleisti teleskopą į kosmosą. Į kosmosą buvo paleista daugybė sėkmingų teleskopų, kurie pateikė neįkainojamos informacijos apie mūsų Saulę ir visatą, kurioje gyvename. Deja, kosminės misijos yra labai brangios ir jų naudingiesiems kroviniams nustatomi griežti dydžio, svorio ir priežiūros reikalavimai.

Adaptyvioji optika yra dar vienas atmosferos neryškumo sprendimas. Adaptyviosios optikos sistema ištaiso optinius trikdžius, su kuriais susiduria žengdama Žemės atmosferą, leisdama antžeminiam teleskopui pasiekti tokią pačią skiriamąją gebą kaip to paties dydžio kosminiam teleskopui!

Adaptyviosios optikos sistema veikia įtaigoje, vadinamoje bangų fronto jutikliu, jutdama įeinančios šviesos optinius sutrikimus ir taisydama tuos sutrikimus deformuojamu veidrodžiu. Deformuojamas veidrodis - tai veidrodis, pagamintas iš lanksčios medžiagos, prie kurio galinio paviršiaus prijungta daugybė stumiamųjų pavarų. Įsakydami pavaroms daryti jėgas ant veidrodžio paviršiaus, mes galime sulenkti deformuojamą veidrodį beveik bet kokia savavališkai.

Šviesos optiniai sutrikimai pasireiškia kaip atstumo, kurį kiekvienas šviesos spindulys nuvažiuoja, kol pasiekia mūsų kamerą, skirtumai. Kai mūsų bangos fronto jutiklis išmatuos šiuos kelio ilgio skirtumus, kompiuterio valdymo sistema apskaičiuoja veidrodžio formą, reikalingą jiems ištaisyti, ir liepia deformuojamam veidrodžiui įgyti formą, kuri „panaikina“ atmosferos suliejimo poveikį. Dėl nuolat besikeičiančio atmosferos turbulencijos pobūdžio Adaptyviosios optikos sistema per sekundę turi atlikti šimtus ar tūkstančius šių teisingų matavimo ciklų.

DKIST adaptyviosios optikos sistemoje yra deformuojamas veidrodis su 1600 pavarų ir bangos fronto jutiklis, kuris ima įeinantį bangos frontą 1521 vietoje. Mūsų valdymo sistema naudoja lauko programuojamus vartų matricas, kad apskaičiuotų ir ištaisytų vaizdo optinius sutrikimus 2000 kartų per sekundę. Pateikdama tokio aukšto lygio korekciją, „Adaptive Optics“ sistema leis mokslininkams išnaudoti visą keturių metrų skersmens DKIST pagrindinio veidrodžio galią ir gauti aukščiausios skiriamosios gebos saulės vaizdus!

Veikdama „DKIST Adaptive Optics“ sistema stebi save ir automatiškai koreguoja savo konfigūraciją, kad optimizuotų jos veikimą. Be to, visos jo sąrankos ir kalibravimo procedūros yra automatizuotos per „Python“ scenarijus, todėl ją valdyti yra daug lengviau nei tipines „Adaptive Optics“ sistemas. Dėl šio padidėjusio naudojimo paprastumo bus daugiau stebėjimo laiko, maksimaliai padidinant mokslinę teleskopo vertę.


Pasyvioji optika

Dar neseniai astronominis teleskopas išliko „pasyviu“ instrumentu. Neturint jokių įmontuotų korekcinių prietaisų, skirtų pagerinti žvaigždžių vaizdų kokybę stebėjimų metu, vieninteliai galimi koregavimai buvo atlikti dienos metu arba nakties pradžioje.

Nors manyta, kad negalima išvengti atmosferos iškraipymų, tačiau siekiant sumažinti teleskopo paklaidas buvo atlikti mechaniniai patobulinimai. Veidrodžių piešimas ir poliravimas buvo patobulintas, o gravitacijos sukeltoms deformacijoms sumažinti buvo naudojamos standesnės struktūros ir veidrodžiai. Buvo įvestas mažai besiplečiantis stiklas, kad būtų išvengta veidrodžio iškraipymų, nes temperatūra kinta. Siekiant sumažinti vietos temperatūros poveikį, nakčiai buvo kuo labiau sumažinta variklių ir elektroninės įrangos šilumos išsiskyrimas, o kupolas, kuris papildomai apsaugo teleskopą nuo vėjo jėgainių poveikio, dieną atvėso. Tokiuose tinkamai suprojektuotuose ir gerai pagamintuose vidutinio dydžio teleskopuose vaizdo kokybę daugiausia riboja atmosferos iškraipymai.


Adaptyviosios optikos pavarų skaičius. Astronomija

Visi MDPI paskelbti straipsniai yra nedelsiant prieinami visame pasaulyje pagal atviros prieigos licenciją. Norint pakartotinai panaudoti visą MDPI paskelbtą straipsnį ar jo dalį, įskaitant paveikslus ir lenteles, nereikia specialaus leidimo. Straipsniai, paskelbti pagal atviros prieigos „Creative Common CC BY“ licenciją, bet kurią straipsnio dalį gali būti pakartotinai naudojami be leidimo, jei aiškiai nurodomas originalus straipsnis.

„Feature Papers“ yra pažangiausi moksliniai tyrimai, turintys reikšmingą didelį poveikį šioje srityje potencialą. Teminiai straipsniai pateikiami atskiriems mokslo redaktorių kvietimams ar rekomendacijoms ir prieš publikuojant juos peržiūrima.

„Feature Paper“ gali būti originalus mokslinis straipsnis, esminis naujas mokslinis tyrimas, dažnai apimantis keletą būdų ar metodų, arba išsamus apžvalgos dokumentas, kuriame glaustai ir tiksliai atnaujinama naujausia pažanga šioje srityje, sistemingai apžvelgiant įdomiausius mokslo pasiekimus literatūra. Šio tipo dokumentuose pateikiamos ateities tyrimų kryptys arba galimos taikymo perspektyvos.

„Editor's Choice“ straipsniai yra pagrįsti MDPI žurnalų iš viso pasaulio mokslinių redaktorių rekomendacijomis. Redaktoriai išsirenka nedidelį skaičių neseniai žurnale paskelbtų straipsnių, kurie, jų manymu, bus ypač įdomūs autoriams ar svarbūs šioje srityje. Tikslas yra pateikti įdomiausių darbų, publikuotų įvairiose žurnalo tyrimų srityse, vaizdą.