自適應光學係統主要包含三個(ge) 基本組成部分：波前傳(chuan) 感器、波前校正器和波前控製器。自適應光學係統中的能動器件就是波前校正器，
它通過改變光束橫截麵上各點的光程長度，達到校正波前畸變的目的。一般可以通過反射鏡麵的位置移動或傳(chuan) 輸介質折射率的變化來實
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速度快、變形位移量大、工作譜帶寬、光學利用率高、實現方法多的優(you) 良特性
自適應光學係統簡介
自適應光學係統主要包含三個(ge) 基本組成部分：波前傳(chuan) 感器、波前校正器和波前控製器。自適應光學係統中的能動器件就是波前校正器，它通過改變光束橫截麵上各點的光程長度，達到校正波前畸變的目的。一般可以通過反射鏡麵的位置移動或傳(chuan) 輸介質折射率的變化來實現光程長度的改變。其中在自適應光學係統中国产成人在线观看免费网站最為(wei) 廣泛的是基於(yu) 反射鏡麵位置移動的波前校正器（通常稱為(wei) 變形鏡），其具有響應速度快、變形位移量大、工作譜帶寬、光學利用率高、實現方法多的優(you) 良特性。
自適應光學係統能夠實時測量並補償(chang) 各種幹擾引起的光學係統的波前畸變，使光學係統具有自動適應外界條件變化從(cong) 而保持最佳工作狀態的能力。基於(yu) 這樣的優(you) 點，自適應光學一直以來被廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 天文觀測和激光傳(chuan) 輸等領域，獲得了極大的認同。而本世紀初隨著其它領域對自適應光學的逐漸增長的興(xing) 趣，其国产成人在线观看免费网站範圍開始擴展，包括人眼視網膜成像係統、激光通信係統等。
自適應光學係統的国产成人在线观看免费网站
大多數實際使用的自適應係統都用在天文成像領域，但是隨著自適應光學技術的進步，主要是器件實現方式的多樣性，自適應光學的国产成人在线观看免费网站領域也得到了較大的拓展。
1．成像觀測用自適應光學係統
所有的大口徑的望遠鏡如今都在使用自適應光學係統來改善係統的成像質量。這些係統有多種不同的国产成人在线观看免费网站目標，也是用了各種各樣的變形鏡、波前傳(chuan) 感器等技術。2003年裝備Gemini North 的ALTAIR 自適應光學係統使用177 單元的變形鏡（DM）和單獨的傾(qing) 斜鏡（TTM），使用哈特曼-夏克波前傳(chuan) 感器在可見光波段進行波前誤差的探測，係統工作頻率為(wei) 1kHz，在K波段獲得了0.1角秒的分辨率。而在10米口徑的KECK II 望遠鏡上裝備的的自適應係統使用349單元變形鏡配合哈特曼-夏克波前傳(chuan) 感器，使得該望遠鏡在0.85um 和1.65um 波段分別獲得了0.022角秒和0.04 角秒的分辨率。在MaunaKea 山頂，Canada-France-Hawaii 3.6 米望遠鏡裝配了叫做“Hokupa'a”自適應係統。這個(ge) 係統的特別之處在於(yu) 它是用了一個(ge) 36單元的雙壓電片變形鏡和36單元的曲率傳(chuan) 感器，大大降低了自適應光學係統的成本。在早期的實際觀測中發現自適應係統的使用使成像的峰值強度提高了30倍。這個(ge) 數據是在0.936um的觀測波段，校正後的斯特列爾比達到0.3。而在美國毛伊島空軍(jun) 基地的3.67米的先進光電望遠鏡係統（Advanced ElectroOptical System telescope，AEOS）則是使用941單元的變形鏡，主要用於(yu) 空間目標識別，其係統規模是極其龐大的。
2． 用於(yu) 激光裝置的自適應光學係統
采用自適應光學技術對激光光束進行光束淨化，是提高激光器輸出光束質量的重要手段，一般可分為(wei) 腔內(nei) 自適應光學技術和腔外自適應光學技術。腔內(nei) 自適應光學技術是將波前校正器置於(yu) 激光諧振腔內(nei) ，用來校正諧振腔的靜態和動態像差，使激光諧振腔保持正確的諧振條件，改善激光的光強和相位分布，提高輸出功率；腔外自適應光學技術是將波前校正器置於(yu) 激光諧振腔外，利用波前補償(chang) 的原理改善激光器輸出光束的相位分布，以達到提高遠場能量集中度的目的。腔內(nei) 自適應光學校正相對來說技術更為(wei) 複雜，因為(wei) 激光腔內(nei) 模式的產(chan) 生過程本身就很複雜，需要進行數值仿真來迭代分析。早在1980年代，就有一係列的針對非穩腔CO2 激光器進行校正的理論分析和實驗結果，但實驗結果表明，很難取得良好的校正效果而往往隻能校正少量的人工引入的誤差。90 年代以後，俄羅斯科研人員針對Nd:YAG 激光在開展校正工作，Cherezova 等的論文總結了他們(men) 的研究結果。他們(men) 成功地將多模光束的發散角壓縮了兩(liang) 倍。他們(men) 還發現某些變形鏡的模式能夠產(chan) 生方形或三角形的模式結構。Kudryashov 和Samarkin 采用水冷的雙壓電片變形反射鏡來對高能的CO2 激光器進行腔內(nei) 校正，研究表明通過改變變形鏡的焦距能夠調整諧振腔參數從(cong) 而對輸出強度分布進行調製。相比之下，腔外自適應光學係統要更廣為(wei) 人知，典型的代表是慣性約束核聚變(ICF)和激光武器係統。現有世界上主要的慣性約束核聚變係統，如美國的國家點火裝置（NIF），法國的兆焦耳激光裝置（LMJ），日本的GEKKO 裝置，以及我國的神光裝置等都采用了自適應光學技術來改善和控製激光光束質量。此外美國軍(jun) 方將之前的研究成果進一步運用到戰略和戰術激光武器領域，2001年在白沙靶場進行的車載固體(ti) 戰術激光武器係統攔截彈道導彈的試驗成功，而更為(wei) 雄心勃勃的機載激光武器(Air-Born Laser，ABL)計劃更是把自適應光學技術作為(wei) 核心技術之一，雖然最終該係統未能實現預期戰略目標在2011年被宣告終止，但其中期性能演示已經成為(wei) 自適應光學技術的絕佳廣告。
3． 光通信自適應光學係統
大氣光通信是指以激光作為(wei) 信息載體(ti) 、大氣作為(wei) 傳(chuan) 輸通道進行信息傳(chuan) 輸的通信係統，包括衛星與(yu) 地麵站之間以及地麵站與(yu) 地麵站之間進行的通信。大氣光通信結合了光通信與(yu) 無線通信的優(you) 點，利用該技術可以進行大容量、高速的數據、語音、圖像等信息傳(chuan) 遞並且無需任何有線通道。所以在衛星通信、本地寬帶接入和軍(jun) 事通信領域都具有極大的国产成人在线观看免费网站和發展潛力。巨大的国产成人在线观看免费网站需求直接促進了大氣光通信技術的發展，但其中大氣湍流對通信質量的影響同樣給研究人員帶來困擾。20 世紀90 年代以來許多研究人員嚐試使用自適應光學技術來降低大氣湍流對通信質量的影響，也取得了一些重要的研究成果，在星地鏈路方麵運用相位補償(chang) 原理進行傳(chuan) 輸校正的效果較好，但水平鏈路的傳(chuan) 輸由於(yu) 大氣的強閃爍等原因還沒有獲得十分理想的結果，有待進一步的研究。
在光通訊方麵，光纖技術的巨大發展使光開關(guan) 代替電子開關(guan) 成為(wei) 必須，自適應光學技
術可以提高光纖耦合效率，采用變形鏡技術進行單模光纖開關(guan) 的試驗国产成人在线观看免费网站，可以消除像差，提高耦合效率，開關(guan) 最大頻率可達1KHZ，耦合效率由9%升至46%。變形鏡的相位調製技術還可以用於(yu) 光信息編碼、全息記錄係統和激光自由空間通訊技術的試驗。自適應光學技術將成為(wei) 光通訊的支撐技術之一。
自適應技術在光網絡国产成人在线观看免费网站也越來越成熟。自適應比自動交換更進一步, 是下一代光網絡的發展方向。較之ASON, 自適應光網絡擁有更好的自適應和自組織能力, 它能夠對各種業(ye) 務實現自適應地接入。根據業(ye) 務要求和實際網絡狀況, 自適應地調整節點傳(chuan) 輸參數, 優(you) 化網絡性能。可以說, 自適應光網絡在ASON 自動連接管理的基礎上, 能夠實現光傳(chuan) 送層的自動管理和優(you) 化。自適應光網絡技術對未來光通信領域的發展具有重要意義(yi) 。
4． 視網膜自適應光學成像係統
眼睛是人類感知世界的“信息之窗”，約80%~90%的外部信息經由視覺通道進入人類的意識世界。因此，對人眼的視覺分析特別是視網膜區域的高分辨率成像研究一直都是國外生物醫學方麵的研究重點。實驗表明如果能夠在7mm 瞳孔直徑的情況下也能以衍射極限成像的話，就能用儀(yi) 器順利看到視網膜上的感光細胞。但人眼由於(yu) 角膜及晶狀體(ti) 結構的不完美使經過的光線產(chan) 生波前誤差，而且其大小和形式因人因時而變，不可能采用施加固定校正的方法解決(jue) 。這使得一般的眼科成像係統無法達到衍射極限，也就無法實現高分辨率的眼科成像，自適應光學正好可以解決(jue) 這樣的問題。通過眼底視網膜圖像，可以發現多種人體(ti) 疾病病變信息，如心腦血管及內(nei) 分泌失調，正常人和老年性黃斑，中心性漿液性脈絡視網膜病變等；但人眼象差除離焦、像散外，還包含高階像差，降低了成像分辨力，傳(chuan) 統的眼科測量技術無法克服這些高階像差，而自適應光學技術用於(yu) 人眼視網膜成像係統，則可以獲得更加清晰的眼底視網膜圖像。美國Rochester大學視覺科學中心的Junzhong Liang 等人使用217子孔徑的哈特曼-夏克波前傳(chuan) 感器配合37單元的變形反射鏡在國際上首先實現了自適應光學的視網膜成像橫向空間分辨率到達2um，已經能夠分辨視細胞。此後科學家又將光學相幹層析技術（optical coherence tomography，OCT）和激光共焦掃描檢眼鏡（confocal scanning laser ophthalmoscopy，CSLO)分別與(yu) 自適應光學結合，使得縱向和橫向分辨率都到了細胞水平，三維細胞分辨的視網膜成像成為(wei) 可能。這些技術都成為(wei) 人眼視科學研究的新式利器。近年來係統向著高分辨率、小型化、廉價(jia) 、安全穩定的方向發展，出現了大量研究成果的報道。
在一些專(zhuan) 用的光學儀(yi) 器上，如測量宇宙重力波的長光程激光幹涉測量儀(yi) LIGO、多光子共焦掃描顯微鏡，国产成人在线观看免费网站自適應光學技術可以校正儀(yi) 器的靜態或激光泵浦放大引入的動態像差，從(cong) 而提高穩定性、確保探測靈敏度。
總之，由於(yu) 光學儀(yi) 器在軍(jun) 事、工業(ye) 、醫療、通訊、測試等領域的廣泛国产成人在线观看免费网站，而自適應光學技術在提高儀(yi) 器的性能、抗幹擾、穩定性等方麵具有獨特的作用，伴隨係統集成和單元技術的不斷發展改進和成熟，成本的不斷下降，這門科學技術必將會(hui) 在軍(jun) 用、民用各個(ge) 行業(ye) 有更廣闊的發展空間，並創造出社會(hui) 和經濟效益。
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