摘要：自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)是很多現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中用于解決波前畸變有良好的效果，在很多方面有廣泛的應(yīng)用，本文主要通過(guò)介紹自適應(yīng)光學(xué)的定義，工作原理總體概況論述自適應(yīng)光學(xué)，而后從自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的三個(gè)組成及波前傳感器，波前控制法，波前校正器以及后期的圖像復(fù)原算來(lái)詳細(xì)介紹自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)自適應(yīng)光學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r以及面臨的問(wèn)題有一定的了解，最后，總結(jié)了自適應(yīng)光學(xué)在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用情況來(lái)了解自適應(yīng)光學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵字：自適應(yīng)光學(xué)；波前傳感器；波前校正器；自適應(yīng)光學(xué)圖像復(fù)原；自適應(yīng)光學(xué)應(yīng)用

一、引言

自適應(yīng)光學(xué)是在 1953 年由 Horace W. Babcock 提出，主要構(gòu)想是用閉環(huán)校正波前誤差來(lái)補(bǔ)償天文視寧度 1。但是知道上個(gè)世紀(jì)九十年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的大幅發(fā)展，自適應(yīng)光學(xué)才得以得到普遍的使用.在冷戰(zhàn)期間美國(guó)曾經(jīng)使用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)來(lái)追蹤蘇聯(lián)的衛(wèi)星，從而極大地促進(jìn)了自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

自適應(yīng)光學(xué)是為了消除波前畸變，提高光學(xué)系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)能力，得到更好的成像效果。它的主要工作原理就是通過(guò)波前傳感器計(jì)算光學(xué)像差，輸出到波前控制器，由波前控制器進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換成為波強(qiáng)校正器的輸入，從而調(diào)節(jié)鏡面的面形，補(bǔ)償波前畸變來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的成像效果。

自適應(yīng)光學(xué)所利用到的基本光學(xué)原理是相位共軛.由波前傳感器測(cè)量的光場(chǎng)是一個(gè)存在相位誤差的光場(chǎng)，可以表示為：

而自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)共軛調(diào)制得到的光場(chǎng)為：

從而使的具有波前畸變的光場(chǎng)成為平面波，得到分辨率更高的像，提高成像效果。

二、波前傳感器

1.波前傳感器是用來(lái)測(cè)量光場(chǎng)中的相位誤差，提供實(shí)時(shí)的電壓控制信號(hào)給波前校正器，獲得接近衍射極限的圖像。波前傳感器主要有四種：ShackHartmann Wavefront sensor，Wavefront Curvature sensor，點(diǎn)衍射干涉儀。橫向剪切干涉儀等等.點(diǎn)衍射干涉儀可以直接測(cè)量波前相位，橫向剪切干涉儀和 Shack-Hartmann Wavefront sensor 可以通過(guò)測(cè)量斜率，在通過(guò)算法得到波前相位。波前曲率傳感器通過(guò)測(cè)量光場(chǎng)的曲率得到光場(chǎng)的相位。

2.Shack-Hartmann Wavefront sensor 工作原理

Figure 1 哈特曼波前傳感器結(jié)構(gòu)圖