Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Якушенков Ю.Г. -> "Теория и расчет оптико-электронных приборов" -> 160

Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.

Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов — М.: Логос, 1999. — 480 c.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка): teoriyairaschetelektronnihpriborov1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 154 155 156 157 158 159 < 160 > 161 162 163 164 165 166 .. 188 >> Следующая


Однако системы с апертурным зондированием имеют меньшее быстродействие, а отношение сигнал/шум в них сравнительно невелико, что ограничивает дальность их действия.

Обеим разновидностям рассмотренных адаптивных систем присуще снижение точности коррекции фазовых искажений при перемещении наблюдаемого протяжённого объекта, например, при его вращении. При этом вследствие интерференции излучения, отражённого от различных участков (поверхностных неоднородностей) движущегося объекта, в приёмной системе возникает подвижная пятнистая структура (спекл-структура), что приводит к паразитной модуляции, снижающей эффективность адаптации.

Более подробные сведения об адаптивных системах с компенсацией фазовых искажений содержатся в литературе [23, 36 и др.].

13.7. Адаптация в крупногабаритных оптических системах

В таких крупногабаритных оптических и оптико-электронных системах, как телескопы наземного и космического базирования, оптические станции слежения и траекторных измерений, некоторые оптические системы связи, часто необходимо автоматически воздействовать на характеристики волнового фронта приходящего излучения с целью получения наилучшего для данных условий качества изображения наблюдаемого или контролируемого объекта. Искажения волнового фронта могут вызываться рядом причин: гравитационными и температурными воздействиями на элементы конструкции, носящи-

402 Глава 13. Адаптация в оптико-электронных приборах

ми обычно низкочастотный характер (с частотами IO"3...5 Гц) атмосферными искажениями, спектр которых высокочастотный (частоты до 1 кГц).

Средства компенсации этих искажений можно разделить на две основные группы. В одних случаях фаза волнового фронта может регулироваться изменением скорости распространения света, в других -изменением геометрии оптической системы. В системах первой группы используются оптические материалы, обычно кристаллы, с управляемыми оптическими характеристиками. В них не удается обеспечить широкий спектральный диапазон, работу с широкими пучками, требуемые амплитудно-частотные характеристики. Поэтому на практике гораздо более широко распространены системы с изменяемой геометрией, что обычно достигается путем направленной деформации поверхности одного или нескольких зеркал, входящих в оптическую систему.

Кроме этих двух групп известны адаптивные когерентные оптические системы, работающие на основе эффекта обращения волнового фронта в средах с нелинейными оптическими свойствами [23]. Эта группа (нелинейная адаптивная оптика) находит пока ограниченное практическое применение.

С развитием оптических адаптивных систем связаны перспективы совершенствования крупногабаритных телескопов, и в частности, создание систем с диаметром в несколько метров и даже в несколько десятков метров. Наиболее крупногабаритные главные зеркала современных телескопов изготовляют облегченными, менее жесткими, из менее качественных материалов, с большими остаточными погрешностями обработки, что в совокупности заметно снижает массу зеркала, уменьшает сроки и стоимость его изготовления. Активная коррекция (адаптация формы зеркала) осуществляется через систему разгрузки главного зеркала и характеризуется низкими частотами (до 1 Гц).

В большинстве случаев адаптивными строят вторичные и вспомогательные малые зеркала. Небольшие их массы позволяют компенсировать быстро изменяющиеся деформации волнового фронта, вызванные атмосферной турбулентность^), вибрациями конструкции телескопа и рядом других причин.

Применение адаптации позволяет существенно приблизиться к дифракционному пределу разрешения в современных телескопах. В некоторых телескопах разрешение в видимом диапазоне уже составляет 0,2"... 0,3".

Адаптивная оптика успешно используется при разработке составных крупногабаритных оптических систем, применяемых в аст-

403 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов

рономии, в лазерных наземных и космических системах вооружения, других системах дистанционного зондирования. В таких системах одной из проблем является создание искусственных опорных источников, по отношению к изображению которых ведется оценка искажений волнового фронта приходящего оптического сигнала. Эти источники могут быть внешними или внутренними по отношению к оптической системе. Иногда внешним источником может быть и сам наблюдаемый или контролируемый объект, в некоторых случаях — это маяк, устанавливаемый на земле, на другом спутнике и т.д. Для создания внутреннего опорного источника часто используется лазер и автоколлимационная схема с уголковыми отражателями, жёстко связанными с конструкцией всей системы. В некоторых современных разработках вместо уголковых отражателей (триппель-призм) стали применять голографический рельеф (световозвращатель), наносимый на поверхность зеркала, профиль которого изменяется в процессе адаптации.

Одним из основных ограничений в адаптивных оптических системах является малость изопланатического углового поля, в котором характер искажений волнового фронта постоянен. Небольшой размер этого поля затрудняет работу адаптивных систем, в частности, из-за возможного отсутствия в нем внешнего опорного источника. Это свойственно, например, адаптивным телескопам, для которых в малых угловых полях часто затруднительно найти достаточно яркий опорный источник — звезду. Для решения возникающей проблемы было предложено создавать искусственные лазерные опорные звезды в атмосфере, т.е. использовать обратное рэлеевское рассеяние лазерного пучка в атмосфере на высотах 10...20 км или резонансную флюоресценцию атомов натрия в мезосфере на высоте около 90 км. При использовании лазера с мощностью б Вт были образованы искусственные звёзды размером 1"...2" и яркостью 10...14-й звездной величины.
Предыдущая << 1 .. 154 155 156 157 158 159 < 160 > 161 162 163 164 165 166 .. 188 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed