自适应光学概论

大气湍流会严重限制地面望远镜系统的分辨能力。修正这种大气湍流可以显著改善图像质量，并增加阶跃或光纤耦合光谱仪的光学耦合。

解决这种图像退化的来源可以使用一种称为自适应光学(AO)的天文仪器，经典的(也是最基本的)实现使用变形镜和高速相机，通常称为波前传感器(WFS)。

图1经典自适应光学闭环方法。

经典自适应光学装置使用分束器来转移主数据采集相机不感兴趣的波长，并将其导向高速波前传感器相机(EMCCD或sCMOS)见图1。一种被称为夏克-哈特曼的技术被使用，通过一系列微透镜从单点光源(通常是单星)成像，这些微透镜在波前相机上创建了一组点阵列，见图2。与波前传感器相机连接的计算机将注意到点的排列不是均匀分布的，计算机将计算出适当的镜面形状，将这些点置于均匀的网格模式中。当可变形的镜面呈现出新的形状时，波前传感器上的点将被正确定位，此时科学摄像机将接收到校正后的图像。大气湍流会立即使斑点移动，计算机会重新计算一个新的镜子形状，这个过程将以每秒1000张图像的速度不断重复。

图像在波前传感器摄像头夏克-哈特曼闭环系统关闭和打开。

为了实现这些校正，分光器、波前相机、可变形镜和计算机系统必须配置为低延迟/快速反馈(闭环)配置。当一起高速使用时，通常约为500帧/秒到1 kHz，大气畸变可以被最小化，修正后的波前现在产生一个高分辨率的图像直接到第二个成像相机。通常将波前传感相机称为技术相机，将第二成像相机称为科学相机。

当自适应光学系统和相关的波前相机以每秒大约1000张图像运行时，科学相机可以获得惊人的清晰的长曝光图像，需要数分钟。

有关如何使用自适应光学设置的更多细节，请参阅我们的技术说明自适应光学的天文应用bob综合app官网登录．