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Flexible Optical B.V. (OKO Technologies)

 

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Flexible Optical B.V. (OKO Tech) is a small Dutch business operating in the field of research and application-oriented development of laser and high resolution imaging adaptive optics. From its foundation in 1997, OKO offers high-quality deformable mirrors  featuring  extremely smooth surface with HR metal and dielectric coatings suitable for most demanding imaging and high power laser applications.

 

79-ch 15 mm MMDM with optimised actuator geometry

OKO introduces a 79-channel 15 mm membrane deformable mirror MI4-v1. The device features novel geometry of actuators, specially designed for the best approximation of the low-order Zernike polynomials in the working aperture of 8.7 mm. 

The mirror is commercialision of our research and development activities funded by ECSEL in terms of MADEin4 project.

 

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MADEin4

Flexible Optical B.V. is a member of MADEin4 project, a consortium that develops next generation metrology tools, machine learning methods and applications in support of Industry 4.0 high volume manufacturing in the semiconductor and automotive manufacturing industries.

For more information, please visit the project web site.

Simulation of OKO DMs in Zemax

OKO introduces Zemax DLLs  to facilitate realistic simulation of optical systems that include deformable mirrors produced by OKO.  There are two separate libraries for two mirror classes: one is for Micromachined Deformable Mirrors (MMDM) and the other is for Piezoactuated Deformable Mirors (PDM). The libraries are implemented in the form of User Defined Surface (UDS) DLLs for Zemax and can be used in any Zemax model and suitable for every way of analysis. We provide those UDS to facilitate design by customers of their systems utilizing our deformable mirrors. Thus it is possible to evaluate parameters of a particular model of deformable mirror and assess it applicability to some particular application and setup. Also it makes easier to choose between several available mirror models. The configuration data is provided for all round MMDM and PDM models ever produced by Flexible Optical B.V.  Detailed User's manuals are available for the  MMDM version and for the PDM version.  The software is developed by Flexible Optical B.V. in collaboration with Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT/ Chair for Technology of Optical Systems TOS RWTH Aachen University. Part of the development was carried out within the framework of UltraSURFACE European project (H2020-ICT-2015, Project no. 687222).

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96-ch DM powered and controlled by a single USB link

OKO introduces a 96-channel 25.4 mm membrane deformable mirror with embedded control electronics. The device has sturdy compact enclosure with dimensions of 90 x 90 x 43 mm (volume is about 0.35 l), it is powered and controlled by a single USB link. The mirror features full deflection of 19 μm and maximum update rate of 2 kHz. With the development of this DM, OKO makes possible to build a complete AO system that does not require any external power supply, as all the power for the WF sensor and the DM is provided through available USB ports of the control computer, with total power consumption for a complete 96-ch AO system not exceeding 5 W. Please contact us if interested by email This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. or using the contact form on the left side.

Datasheet

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Zernike Commander: simulation and visualization

Zernike Commander is a simple yet useful software tool suitable for education, real-time aberration visualization as well as for generation of test Hartmann image patterns. The software accepts an wavefront aberration described in the form of Zernike coefficients as well as parameters of Schack-Hartmann  wavefront sensor as its input and produces the following graphical results: 3D representation of wavefront phase, interference pattern, far-field intensity distribution, Hartmann pattern, overview of Zernike modes.

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Deformable mirrors for high power lasers

OKO introduces a line of laser deformable mirrors (DM). These DMs feature highly reflective coatings with reflectivity of up to 99.998%, for the most frequently used laser wavelengths of 1060 nm, 530 nm,  and any other wavelength in the range of 250 to 2500 nm. The standard DMs have light aperture  of 30mm and 50mm, and can have 18,19 and 37 actuators (30 and 50mm diameter), and also 59, 69, 79 and 109 actuators (50mm diameter). Mirrors can work with continuous laser loads of up to tens of kW. The power handling ability is enchanced by active cooling of the mirror structure with embedded cooling fan.  

AO systemsWavefront correctorsWavefront sensorsSoftwareElectronicsConsulting

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79-ch 15 mm MMDM with optimised actuator geometry

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MADEin4

Simulation of OKO DMs in Zemax

Top FAQs

What driver is faster -- PCI board or USB unit?

How to use FrontSurfer wavefront sensor for optical shop testing?

How good is the initial figure of OKO deformable mirrors?

What is "biased operation"?

What is the closed-loop correction speed in FrontSurfer?

Polakweg 10-11, 2288 GG  Rijswijk, the Netherlands • Tel: +31 70 262 94-20 • This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Copyright  ©  Flexible Optical B.V.   2022

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荷兰OKO公司简介 - 知乎

荷兰OKO公司简介 - 知乎首发于灵动---自适应光学科普切换模式写文章登录/注册荷兰OKO公司简介灵动智能光学（杭州）有限公司​已认证账号带你了解荷兰OKO公司荷兰OKO公司（全名：Flexible Optical B.V.）成立于1997年，是世界上最早进行自适应光学产品研发和销售的公司之一。该公司的创始人正是微机械薄膜变形镜（MMDM）的发明人Gleb Vdovin博士。OKO公司的主营产品是MMDM变形镜、PDM变形镜、Shack-Hartmann波前传感器等自适应光学器件。因为变形镜优良的光学性能、低廉的价格，一经推出就受到了全世界范围内自适应光学研究人员和用户的青睐。尤其是15 mm口径、37通道的MMDM最受欢迎，被称为”OKO Mirror”。【15mm口径、37通道的MMDM】【荷兰OKO公司产品手册封面（第3版）】【OKO公司产品手册封面（第4版）】主要产品1. MMDM（微机械薄膜变形镜）圆形镜面，口径：10/15/30/40/50 mm，执行器数量：1/17/37/39/59/79，中心最大形变量：10 um~30 um，可集成二维快反平台，表面承载激光功率：3W~1kW。线性镜面：尺寸：11*39mm，执行器数量：19/38，中心最大形变量：10 um，，可集成二维快反平台2. PDM（压电陶瓷变形镜）圆形，口径：30/50 mm，执行器数量：18/19/37/79/109，单执行器最大形变量：8um，可集成二维快反平台，表面最大承载激光功率：15 kW。线性，尺寸：11*55 um，执行器数量：20，单执行器最大形变量：8um，可集成二维快反平台3. 驱动模块a) 高压放大器，通道数：20/40，电压放大倍数：79，频率范围：0~1 kHzb) 数模转换器，通道数：40，接口：USB/以太网，输出分辨率：16位，刷新速率：2.5 kHz（UDP）4. 波前传感器a) 微透镜阵列（排列：六边形/正交，间距：30 um~2200 um，焦距：0.04 mm~209 mm，光学填充率：99%）b) 相机（帧率：20 fps~1500 fps，可根据用户需求定制选取）5. Frontsurfer波前分析控制软件a) Shack-Hartmann波前测量、波前重构、波前分析b) 远场光斑仿真分析c) 变形镜校准、实时闭环控制（闭环处理速度：20~1500 Hz）6. 其他软件：Zernike Commander：Zernike曲面模拟和可视化Still：湍流环境下的图像稳定、目标跟踪、多帧集成、多帧去卷积处理软件。BeamTuner：激光光斑优化软件LightPipes：光束传输仿真工具箱（可在Matlab，MathCAD环境下使用）ZemaDLL：Zemax环境下的动态链接库，可在Zemax环境下仿真MMDM, PDM等。MiZer：控制OKO变形镜产生Zernike形变。7. 闭环自适应光学系统主要包含：变形镜+驱动器+波前传感器+Frontsurfer闭环控制软件也可包含面包板及配套光学元件出厂校准闭环处理速度：20 Hz~1.5 kHz（取决于所选相机帧率）应用领域天文观测、激光光束整形、无线激光通信、量子计算、显微成像、视网膜成像。发表论文在OKO公司网站（http://www.okotech.com/publications）和其产品手册（OKO Guide to Adaptive Optics）里还罗列了国际上使用OKO公司变形镜发表的大量学术论文和研究成果。其变形镜的产品质量和用户评价可见一斑！【使用OKO公司变形镜的论文列表（部分截图）】使用OKO公司产品发表的部分论文列表如下：1. 生物医学成像 Antonello, Jacopo, et al. "Optimization-based wavefront sensorless adaptive optics for multiphoton microscopy." JOSA A 31.6 (2014): 1337-1347.Van Werkhoven, T. I. M., et al. "Snapshot coherence-gated direct wavefront sensing for multi-photon microscopy." Optics express 22.8 (2014): 9715-9733.Popovic, Zoran, et al. "Dual conjugate adaptive optics prototype for wide field high resolution retinal imaging." Adaptive Optics Progress. InTechOpen, 2012.Niu, Saisai, et al. "High-resolution retinal imaging with micro adaptive optics system." Applied optics 50.22 (2011): 4365-4375.Bortoletto, Favio, et al. "Multiphoton fluorescence microscopy with GRIN objective aberration correction by low order adaptive optics." PloS one 6.7 (2011): e22321.Thaung, Jörgen, et al. "Dual-conjugate adaptive optics for wide-field high-resolution retinal imaging." Optics express 17.6 (2009): 4454-4467.Wright, A. J., et al. "Adaptive optics for enhanced signal in CARS microscopy." Optics express 15.26 (2007): 18209-18219.Merino, David, et al. "Adaptive optics enhanced simultaneous en-face optical coherence tomography and scanning laser ophthalmoscopy." Optics express 14.8 (2006): 3345-3353.Wright, Amanda J., et al. "Dynamic closed-loop system for focus tracking using a spatial light modulator and a deformable membrane mirror." Optics express 14.1 (2006): 222-228.Rueckel, Markus, Julia A. Mack-Bucher, and Winfried Denk. "Adaptive wavefront correction in two-photon microscopy using coherence-gated wavefront sensing." Proceedings of the National Academy of Sciences 103.46 (2006): 17137-17142.Albert, O., et al. "Smart microscope: an adaptive optics learning system for aberration correction in multiphoton confocal microscopy." Optics letters 25.1 (2000): 52-54.2. 光学测量Cheung, D. C. L., T. H. Barnes, and T. G. Haskell. "Feedback interferometry with membrane mirror for adaptive optics." Optics communications 218.1-3 (2003): 33-41.Czarske, Jürgen W., et al. "Smart laser interferometer with electrically tunable lenses for flow velocity measurements through disturbing interfaces." Photonics. Vol. 2. No. 1. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2015.Büttner, Lars, Christoph Leithold, and Jürgen Czarske. "Advancement of an Interferometric Flow Velocity Measurement Technique by Adaptive Optics." International Journal of Optomechatronics 8.1 (2014): 1-13.Büttner, Lars, Christoph Leithold, and Jürgen Czarske. "Interferometric velocity measurements through a fluctuating gas-liquid interface employing adaptive optics." Optics express 21.25 (2013): 30653-30663.3. 高能激光与激光束整形Vdovin, Gleb, and Vadim Kiyko. "Intracavity control of a 200-W continuous-wave Nd: YAG laser by a micromachined deformable mirror." Optics Letters 26.11 (2001): 798-800.Zeek, Erik, et al. "Adaptive pulse compression for transform-limited 15-fs high-energy pulse generation." Optics letters 25.8 (2000): 587-589.Hofmann, Oskar, et al. "Model-based analysis of highly dynamic laser beam shaping using deformable mirrors." Procedia CIRP 74 (2018): 602-606.Maxson, Jared, et al. "Adaptive electron beam shaping using a photoemission gun and spatial light modulator." Physical Review Special Topics-Accelerators and Beams 18.2 (2015): 023401.Garduño-Mejía, Jesus, Alan H. Greenaway, and Derryck T. Reid. "Programmable spectral phase control of femtosecond pulses by use of adaptive optics and real-time pulse measurement." JOSA B 21.4 (2004): 833-843.Garduño-Mejía, J., A. H. Greenaway, and D. T. Reid. "Designer femtosecond pulses using adaptive optics." Optics Express 11.17 (2003): 2030-2040.Armstrong, Michael R., et al. "Versatile 7-fs optical parametric pulse generation and compression by use of adaptive optics." Optics Letters 26.15 (2001): 1152-1154.Bartels, Randy, et al. "Shaped-pulse optimization of coherent emission of high-harmonic soft X-rays." Nature 406.6792 (2000): 164-166.Zeek, Erik, et al. "Pulse compression by use of deformable mirrors." Optics letters 24.7 (1999): 493-495.Druon, Frédéric, et al. "Wave-front correction of femtosecond terawatt lasers by deformable mirrors." Optics letters 23.13 (1998): 1043-1045.4. 天文学观测Loktev, Mikhail, et al. "Adaptive optics combined with computer post-processing for horizontal turbulent imaging." Real-Time Image and Video Processing 2012. Vol. 8437. International Society for Optics and Photonics, 2012.Loktev, Mikhail, et al. "Speckle imaging through turbulent atmosphere based on adaptable pupil segmentation." Optics letters 36.14 (2011): 2656-2658.Vdovin, Gleb, et al. "Imaging through turbulence with temporally and spatially multiplexed systems." Optics in Atmospheric Propagation and Adaptive Systems XIV. Vol. 8178. International Society for Optics and Photonics, 2011.Loktev, M., et al. "Experiments on speckle imaging using projection methods." Unconventional Imaging, Wavefront Sensing, and Adaptive Coded Aperture Imaging and Non-Imaging Sensor Systems. Vol. 8165. International Society for Optics and Photonics, 2011.Keller, Christoph U., Claude Plymate, and S. Mark Ammons. "Low-cost solar adaptive optics in the infrared." Innovative Telescopes and Instrumentation for Solar Astrophysics. Vol. 4853. International Society for Optics and Photonics, 2003.网站截图国内技术支持：【荷兰OKO公司官方授权技术支持与售后服务中心】2021年，荷兰OKO公司正式授权灵动智能光学作为OKO产品在国内的技术支持和售后服务中心，这是他们第一次在国内设立这样的机构。我们可以提供“售前-售中-售后”全流程的服务与合作研发（类似于“OKO在国内的4S店”），例如：AO系统设计、选型、技术参数比较；AO系统二次开发：在现有器件的基础上按照用户要求定制软件算法、控制系统等；AO系统技术咨询：有任何技术问题都可以联系我们；过往产品支持服务：即使不是找我们买的产品,我们也提供技术支持和服务；联合研发：共同研发新产品、申报科研项目如果您有任何想法或需求，欢迎随时和我们联系！（注：本文为本公司原创作品，目的在于让更多的人了解自适应光学。如转载请标明出处：灵动智能光学。）地址：浙江省杭州市钱塘区6号大街452号高科技企业园3幢电话：0571-88390751手机：152 5716 7514邮箱：ldgx_support@ldzngx.com网址：inspiroptics.com淘宝店铺：灵动智能光学哔哩哔哩（B站）：灵动智能光学编辑于 2022-04-22 11:21荷兰光学仪器公司介绍​赞同 1​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录灵动---自适应光学科普介绍自适应光学基本原理、术语、常见问题（FA

【OKO】微机械薄膜变形镜(MMDM) - 知乎

【OKO】微机械薄膜变形镜(MMDM) - 知乎首发于自适应光学——品牌代理切换模式写文章登录/注册【OKO】微机械薄膜变形镜(MMDM)灵动智能光学（杭州）有限公司​已认证账号一、结构：薄膜变形镜一般采用金属薄膜作为镜面材料，通过微机械加工（MEMS）工艺制成，因此又称MEMS变形镜。薄膜的边缘固定在周围的框架结构上，薄膜下方有控制电极（见下图）。薄膜一般具有多层结构，主要包括电介质层(dielectic stack)、金属层(metal)、氮化硅层(Silicon nitride)等。厚度一般为0.5~10微米，直径为5~50毫米。二、工作原理：当在薄膜下方的电极上施加电压时，电极和薄膜之间产生静电吸引（eletrostatic attraction），从而导致薄膜发生形变。如果在所有的电极上施加相同的电压，则薄膜会产生球形的形变（球形凹陷）。在不同的电极上施加不同电压（即不同的电压组合），则可以使薄膜产生不同的形变。三、三、偏置控制（双向变形）：由于电极与薄膜之间只存在吸引力而不能产生排斥力，因此薄膜只能朝着电极的方向产生形变（即凹面形变），而不能产生凸面形变。在实际使用过程中，为了使薄膜产生双向变形（能凹能凸），通常在校准光路的时候给变形镜先施加一个偏置电压（如下图所示），使变形镜产生偏置形变，这样变形镜就可以此为基础产生凹凸变形。四、控制精度：薄膜变形镜不存在滞环（即hysteresis，又称滞洄、磁滞效应），形变重复性较好。根据控制电压和形变之间的定量关系，可以实现镜面形变的高精度控制，可用于前馈控制系统（无反馈控制）。五、电功耗：由于薄膜变形镜仅靠静电吸引产生形变，驱动电流极小，因此虽然驱动电压达到上百伏，但消耗的电功率较低。实验中曾测量到40通道的MMDM在工作模式下功耗不超过1W。六、规格型号：OKO公司生产的薄膜变形镜主要规格如下表所示。所有变形镜的单个执行器最大形变量（maximum deflection per actuator）至少达到1000nm~1300nm。七、技术参数：最常用的15mm口径37通道的MMDM照片如下图所示，其主要技术参数如下表所示（见产品手册第7.3节）。八、产品特点：体积小巧轻盈，特别是与连续面板压电镜相比；功耗可忽略不计；光学质量高，初始面形RMS偏差小于9 nm；表面非常光滑，散射可以忽略不计；大校正范围：总波前变形高达25μm；镜面采用了金属和金属介电涂层；可承载功率高达1 kW的高能激光；参数漂移可忽略不计移；零迟滞；九、形变干涉图：变形镜初始面形及施加电压后的干涉图（与平面镜产生干涉）如下图所示，可以看出，变形镜可以很好地拟合波前畸变曲面，对波前畸变进行校正。十、最佳光学孔径：变形镜校正波前畸变的过程实质上是其镜面形变不断逼近和抵消波前畸变曲面的过程。根据弹性力学理论，变形镜镜面的形变可以用泊松方程（Poisson equation）来描述和计算。由于部分Zernike曲面对于光学孔径的边界条件有特殊要求，部分执行器必须置于光学孔径的外部以取得最佳校正效果。在实际操作中，一般将MMDM镜面直径设计为光束直径的1.4~1.6倍（即光束直径为MMDM镜面直径的0.6~0.7倍）。十一、光功率负载：激光负载会引起镜面温度上升，导致镜面产生热膨胀，从而降低其表面张力。为了降低高功率光负载对镜面产生的不利影响，OKO变形镜在设计和生产过程中采取了一系列措施以提高其负载能力，例如：镜面除了镀高反射率金属外，还采用电介质层进一步增强其反射率； 降低薄膜与电极之间的热阻； 降低电极与衬底及外界环境的热阻，便于热量扩散；十二、补充说明：微机械薄膜变形镜具有为校正低阶像差而优化的执行器几何形状，其中12个执行器位于10mm的工作孔径之外，并安装在压电倾斜台上。OKO的一些标准 MMDM参数 呈现在下面。有关标准可变形镜的完整概述，请参阅我们的产品手册。要请求自定义设计的 MMDM，请与我们联系。十三、产品参数此外，OKO还提供不同参数的MMDM。参数MMDM15-37MMDM30-39/59/79MMDM40-59/79MMDM50-79孔的形状Aperture shape圆circular圆circular圆circular圆circular孔径Aperture dimensions15mm30mm40mm50mm镜面涂层Mirror coating金属/金属介电质Metal or Metal+dielectric金属/金属介电质Metal or Metal+dielectric金属/金属介电质Metal or Metal+dielectric金属/金属介电质Metal or Metal+dielectric执行器数目Number of electrodes3739/59/7959 or 7979控制电压Control voltages0...150 to 300 V0...150 to 300 V0...150 to 300 V0...150 to 300 V初始均方根偏差Initial RMS deviation from plane<0.45μm<0.9μm<0.9μm<0.9μm主要初始偏差Main initial aberration有1.5条条纹@630nm1.5 fringes at 630nm散光astigmatism慧差coma慧差coma反射率Reflectivity可见光波段>89%Better than 89% in visible可见光波段>89%Better than 89% in visible表面缺陷Surface defects<2处<2处镜面中心的最大偏转Maximun deflection of the mirror center10μm9μm15μm15...30μm重量Weight140g500g600g650g发布于 2022-06-29 09:44光学电极校准​赞同 1​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录自适应光学——品牌代理荷兰OKO、意大利动态光学、法国ALPAO

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可变形反射镜——OKO

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信息光学» 可变形反射镜

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信息光学

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可变形反射镜——OKO DM

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OKO变形镜OKO 微加工薄膜可变形镜 （MMDM）OKO微加工薄漠可变形镜（MMDM）的通光孔径范围10~50mm，为激光与望远镜系统中的动态波前校正提供高质量的解决方案。产品特点：体积小、重量轻、功耗极低光学质量高（整个通光孔径RMS值优于400nm）变形镜表面十分平滑：散射现象微小波前形变范围高达25um可以镀各种金属-电介质膜，可承受600W连续激光零磁滞指标参数：通光孔径: 10~50mm促动器数量：1/37/39/59/79最大变形量：15umMMDM15MMDM30MMDM40MMDM11x39孔径尺寸直径15mm直径30mm直径40mm长方形11x39mm通道数3739/59/7959/7919/38均方根＜0.45μm＜0.9μm＜0.9μm＜1μm最大形变量10μm10μm15μm10μm控制电压0-300V0-300V0-300V0-300V初始波前畸变1.55条纹@633nm像散彗形象差离焦/柱面/可调OKO 压电式可变形镜（PDM）OKO生产低成本的压电式可变形镜（PDM），通光孔径分别为30mm和50mm。 变形量可达8um,相邻促动器距离1~3um。OKO可变形镜由OKO HV amplifer驱动，接口是8-bit PCI插口或者是12-bit USB插口。可变形镜的全振幅机械响应时间小于150ms，控制电路的响应时间那里向小于1ms。可变形镜表面可以镀上宽带金属高反膜或者多层电介质膜。压电式可变形镜可以与OKO波前传感器同时使用构成完全闭环的自适应光学系统，帧频达到15~100Hz。应用包括动态纠正激光相差、天文学和图像系统。产品特点：体积小、重量轻、功耗极低光学质量高变形镜表面平滑响应时间小可以镀各种金属-电介质膜指标参数:                                                                                               通光孔径: 30~50mm镜面镀膜：Metal/Metal+Dilectric促动器数量：19/37/79/109最大变形量：8um at +400V PDM30-19PDM30-37PDM50PDM11x55孔径尺寸直径30mm直径30mm直径50mm长方形11x55mm单通道口径7mm4.3mm6.83，4.75，4.3mm5mm通道数193719/37/79/10920均方根＜1μm＜1μm＜2μm＜1μm最大形变量8μm8μm8μm8μm控制电压0-300V0-300V0-400V0-400V初始波前畸变球差球差散焦球差重量320g370g650g300g 

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大光学望远镜上的AO系统如何校正大气湍流带来的像差？ - 知乎

大光学望远镜上的AO系统如何校正大气湍流带来的像差？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册光学天文学望远镜天文望远镜湍流大光学望远镜上的AO系统如何校正大气湍流带来的像差？如题显示全部 ​关注者27被浏览12,488关注问题​写回答​邀请回答​好问题​添加评论​分享​4 个回答默认排序Shadow在计算机苟且的前物理系学生​ 关注清晰成像这样湍流长这样湍流改变了光线的方向变成这样一、共轭自适应光学（点信标）先把那一片片波前的倾斜程度探测出来，再给扭正。系统这样：波前传感如果用Shack-Hartmann传感器，用来探测每一片扭曲的程度，这样：波前矫正 用变形镜，用来补偿扭曲的部分，反扭曲，长这样：变形镜中的爸爸长这样：矫正完了，这样：二、无波前传感自适应光学就是不用波前传感了，变形镜试啊试啊试，试到能矫正清晰为止。懒得写了。其实还可以有波前传感但是没变形镜，用数字矫正。比如反卷积什么的没传感也没变形镜，计算机的搞个概念叫deblur...编辑于 2020-06-07 11:55​赞同 21​​12 条评论​分享​收藏​喜欢收起​灵动智能光学（杭州）有限公司​已认证账号​ 关注在实际的望远镜成像中，大气湍流带来的像差是十分明显的，所以为了能够消除湍流带来的影响，AO系统才被引入其中以矫正像差。早在上世纪 50 年代天文学家 Horace Bobcock就提出了一个方法：可以用受波前传感器驱动的可变形光学元件来补偿大气 扰动对望远镜成像的影响。这句话读起来有点拗口，但关键词就这么几个：波前传感器、可变形光学元件、补偿扰动。 先说专业名词：波前（英文名：wavefront），有时也被称为波面，因为它描述的就是一个和光线传输方向垂直的一个曲面。理想平行光的波前是一个平面，点光源的波前是一个球面（类似于电场线和等势面之间的关系）。因为大气折射率分布不均匀，所以光线穿过大气的时候，其波前就会产生畸变。因为有了波前畸变，所以图像就得模糊；因为波前畸变在不停地发生变化，所以图像就模糊且抖动。 再回到 Bobcock 提出的方法：既然波前畸变是图像模糊和抖动的主要原因，那何不用 一个元件产生反向的波前畸变，刚好和大气引起的畸变相互抵消？这样大气的干扰不就被消 除掉了吗？但是，怎么知道应该抵消多少呢？万一抵消过头了怎么办？这就需要先用一个仪器（专业术语：波前传感器）测量大气引起的波前畸变，再通过可变形的光学元件（专业术语：波 前校正器）来准确地补偿、校正、抵消这个畸变，从而达到“1-1=0”的效果。而且，因为 大气是在不停运动的，所以这个测量、抵消的过程还需要不停地循环，以达到动态校正的效 果。这就是自适应光学（Adaptive Optics, AO）的核心思想：测量+控制+校正。下图所示为闭环自适应光学系统原理图，主要包括：波前传感器、波前控制器、波前校 正器。在工作过程中，波前传感器首先测量入射光束的波前畸变，再将畸变信息传输至波前 控制器；波前控制器对畸变进行分析，并结合波前校正器的特性产生控制信号，驱动波前校 正器对光束进行波前调节校正。由于系统不断地进行测量-控制-校正，因此可以对大气湍流 等介质引起的波前畸变进行实时校正。 （a）大气湍流引起光束波前畸变，图像模糊； （b）利用自适应光学系统进行波前畸变校正，提高图像清晰度 （以上图片来自荷兰 OKO 公司产品手册：OKO Guide to Adaptive Optics） 其实AO的思想非常先进，也非常伟大！因为它突破了传统光学的局限，把“测量--- 控制---校正”的理念引入了光学领域，而且还要求系统能够实时、动态地消除大气的干扰。 这已经不止是单纯的光学系统，而是涉及到机械、电子、图像、控制等一系列领域了。换言之，自适应光学已经算是交叉领域，并且是深度交叉了。发布于 2022-04-24 17:53​赞同 9​​添加评论​分享​收藏​喜欢收起​​