自适应光学与能动光学

自适应光学和能动光学是近２０年来发展起来的光学新技术，它赋予光学系统以能动可控的能力，为解决困扰光学界几百年之久传统光学技术无法克服动态干扰的老问题，成为高分辨率成像和强激光传输中的关键技术。文章介绍了自适应光学和能动光学原理、技术难点和解决办法。还介绍了我国在激光核聚变和高分辨率天文成像方面应用自适应光学的成果。     

液晶自适应光学的研究进展

概述了中科院长春光学精密机械与物理研究所(长春光机所)在液晶自适应光学方面的研究进展。针对液晶自适应光学技术存在的能量利用率低和校正频率慢的两大国际难题,液晶自适应光学研究组采取了一系列有效措施,不但攻克了能量利用率低的难题,且在校正频率方面也取得了质的飞跃。目前,系统能量利用率已从最初的5%提高到85%,基本和变形镜自适应光学系统的能量利用率相当;校正频率也从5 Hz提高到140 Hz,接近了校正大气湍流的实用化水平。利用该研究成果,分别研制了针对中科院国家天文台2.16 m望远镜和长春光机所1.2 m望远镜的液晶自适应光学系统并对恒星进行了有效校正,使1.2 m望远镜对恒星的分辨能力提高至约3倍衍射极限。     

中国科学院光电技术研究所的自适应光学研究进展

中国科学院光电技术研究所的自适应光学研究始于1979年。1980年建立自适应光学研究室,在突破了波前校正器(包括变形反射镜和高速倾斜反射镜)、波前传感器、波前处理机和波前控制等关键技术的基础上,研制了一系列自适应光学系统,用于天文望远镜、惯性约束聚变和人眼视觉研究等。     

自适应光学进展及展望

1953年Babcock首先提出自适应光学的概念,近四十年来自适应光学在理论、系统及单元技术研究方面取得突出进展,正步入成熟应用期,当今世界上任何大型光学系统的研究均离不开自适应光学的支持,其应用范围正向各个门类的光学仪器扩展。     

姜文汉院士访谈录

正人物小传姜文汉,1936年5月9日生于浙江平湖。光电工程专家。1958年毕业于哈尔滨工业大学铸造工艺与设备专业。1995年当选为中国工程院院士。中国自适应光学的开拓者和奠基人。在自适应光学和光束控制两方面均作出了重要贡献。1979年在中国开辟自适应光学研究方向,建立整套基础技术并主持研制多代具有国际先进水平的自适应光学系统,成功应用于高分辨力天文观测、激光核聚变光束控制、     

高精度等晕角测量关键技术研究

等晕角是重要大气光学参数之一,对天文光学站址选择、大气湍流效应自适应光学校正效果评价等有着重要的意义。分析了国内外等晕角测量技术,介绍了等晕角测量的基本原理,设计了三环变迹镜并开展了数值验证,分析并提出了高精度等晕角测量仪的主要技术指标,研制了一套高精度等晕角测量仪,结果表明,该仪器能够满足全天时的等晕角测量。     

OCAD与其他光学设计程序及应用软件的链接和互动

介绍了OCAD(optical CAD)光学设计软件包与国内外其他著名光学设计软件，如美国ORA公司的CodeV，Focus Software公司的Zemax，还有OSLO、LENSVIEW、ASAP和TRACEPRO等，以及国内SOD 88等的链接及互动方法。指出OCAD光学设计软件包本身不仅具有光学设计软件最基本的功能，而且可以利用自身功能界面随时调用上述软件程序为其所用，做到各程序间有效链接，行为互动;OCAD光学设计软件包还可以和文字处理及工作报表等通用程序，如Word和Excel等程序进行链接和互动。针对我国光学设计和光学制图的国家标准，部颁标准及企业标准推出了面向国内的OCAD光学设计软件包。提出目前国内外有关光学设计软件的功能及特点已非常丰富，没必要重复研制内容相同的新软件，只有针对自身的特殊需要研制一些专用应用软件即可。     

大口径望远镜的高分辨成像技术

大口径望远镜的高分辨率成像观测技术是一项对天文学研究和空间目标探测都非常重要的技术,其中最核心的就是自适应光学。文章简要回顾了天文望远镜以及自适应光学技术的发展历程,围绕未来大口径望远镜发展需求,详细介绍了具有高空间分辨率特色的液晶自适应光学技术的发展历史及其现状。     

固体板条MOPA激光光束质量主动控制

详细介绍了固体板条MOPA激光系统输出光束特性,包括光束近场强度分布、波前畸变空间特性和时间频率特性等,并以此为设计输入,研制了大动态范围高空间分辨率变形镜。研制的自适应光学闭环校正系统在强光条件下,实现了全程闭环控制,光束质量因子平均值从开环7.4提高到4.06。根据当前波前闭环校正残差,提出了进一步提高MOPA系统输出光束质量的方法。     

多层共轭自适应光学系统中等晕角的计算

介绍了多层共轭自适应光学(MCAO)系统的基本原理及其对提高自适应光学系统的等晕角的作用。介绍了用计算机模拟计算MCAO等晕角所用的数值方法,并给出了相应的算法。计算了在传统的自适应光学系统中的等晕角的大小以及采用多层共轭技术的自适应光学系统的等晕角的大小,并对二者进行了比较,说明了多层共轭自适应光学系统相对于传统的自适应光学系统在提高系统的等晕角方面的优越性。结果表明,在MCAO中,变形镜的个数越多其等晕角越大。     

美国光学工艺及检测考察报告

笔者于1990年3月到4月考察了美国阿里桑那大学光学科学中心、罗彻斯特大学光学研究所、柯达公司、普纽墨公司等十几个光学知名单位,本文重点报告考察美国的光学工艺及检测的科学技术水平与现状。超精化、高速化、自动化是美国光学精密工艺及检测的特点,在该领域一些方面美国居于世界先进行列。     

CR39光学树脂及其制品

本文介绍CR39光学树脂及制成的镜片的特性。简要说明镜片的浇铸工艺和模具的结构,对开发镜片的新品种提出了建议。一、概述 CR39是一种光学树脂的商品牌号,是美国PPG公司哥伦比亚化学实验室研制成的。我国太原化工厂与西安朝阳仪器厂合作,于1982年亦研制成这种材料,其化学名称为烯丙基二甘醇碳酸酯,又名二甘醇双(丙烯基碳酸酯)。其化学式为 (CH_2=CHCH_2OCOOCH_2CH_2)_2O     

暗中空光束角动量与中性原子的相互作用及其应用

综述了暗中空光束自旋与轨道角动量的一些性质及其与中性原子之间的相互作用,并简单介绍了暗中空光束及其角动量在原子光学和玻色_爱因斯坦凝聚(BEC)以及各种原子光学器件研制方面的应用.     

国外地基光电系统空间目标探测的进展

简要介绍了国外先进地基空间监视系统的发展现状,从地基光电系统观测空间目标的角度描述了星火光学靶场35 m口径望远镜系统及367 m口径高级光电(AEOS)望远镜系统,给出了这两种望远镜系统的工作性能和所开展的工作。通过对这两套系统的设计理念和先进单元技术的研究,对构造“用于卫星成像的地基光电系统”的相关技术进行了初步探讨;针对目前提出的“对卫星成像的大口径地基光电观测设备”的总体研制方案,提出了建造应用自适应光学技术的18 m地平式望远镜的观点,提出该系统应设计为一个功能可扩展的光学平台。     

西安理工大学无线光通信系统自适应光学技术研究进展

总结了国内外自适应光学技术在无线光通信系统应用中的研究进展和技术分类,同时介绍了西安理工大学在该领域的工作,包括有波前测量的自适应光学系统、无波前测量的自适应光学系统、液晶空间光调制器波前校正、偏摆镜和变形镜组合的波前校正、空间光光纤耦合自适应光学波前校正等。自适应光学技术可有效修正无线光通信系统中由大气湍流引起的畸变波前,提高耦合效率和通信性能。虽然这些方法在理论分析和工程实际中尚不完善,但不失为人们在该领域进行的有益探索。     

基于层析传感的自适应光学眼底成像系统

为了解决传统自适应光学系统校正视场小的问题,提出了一种层析自适应光学眼底成像系统。以Zemax为工具,Liou-Brennan(LB)眼模型为仿真对象,研究了层析自适应光学眼底成像系统的性能。分析了20°视场内的眼底像差特性,用Zernike边缘多项式描述眼底像差,获得了不同视场内眼底像差的类型和大小。对比了传统自适应光学和层析自适应光学眼底成像系统的性能。结果表明,相较于传统自适应光学,层析自适应光学系统可将校正视场从1.2°扩大至3°。确定了传统自适应光学和层析自适应光学眼底成像系统中变形镜的最佳共轭位置,均位于出瞳面前3mm,此位置与人眼角膜共轭。     

热象仪远焦系统光学性能参数测量

本文首先介绍了我们自行研制的红外光学传递函数测定仪的原理,然后详细地介绍了对热象仪远焦系统光学性能参数的测试。     

大尺寸绝对距离测量的现状及发展

大尺寸绝对距离测量技术是解决工业生产中大型零件高精度测量的重要手段。本文介绍了该技术的基本原理及国内外发展现状，并对影响测量精度的三个重要因素作了分析和讨论，并预言超短波Ｘ激光、自适应光学及集成光学技术将会在该领域得到广泛应用     

双压电片镜在同步辐射光源光学系统中的应用

介绍了双压电片镜自适应光学技术,同时为其在同步辐射光学领域中的应用与进一步发展提供前瞻性的思考与探索。根据目前已公开发表的相关文献资料,总结介绍了双压电片镜自适应光学技术,阐述了该技术的工作机理与关键参数,并对其在国际上具有代表性的同步辐射机构中的应用情况作出描述,并指出涉及的关键技术问题与未来的发展趋势:不仅要有效地解决"连接点效应"对双压电片镜技术的负面影响,还要实现亚微米乃至纳米级的聚焦光斑,这两项内容都是双压电片镜技术需要进一步解决的重要问题。未来,双压电片镜自适应光学技术可望在我国先进的第三代同步辐射装置—"上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)"二期工程建设中得到应用。     

自适应光学控制系统的有效带宽分析

分析了自适应光学控制系统中闭环带宽和对湍流校正的有效带宽的关系，比较了采用比例积分控制和纯滞后补偿控制的自适应光学控制系统的带宽。分析结果认为自适应光学控制系统应当具有较高的有效带宽。较低的闭环带宽，系统中的时间延迟是限制自适应光学控制系统有效带宽的主要因素。