آینههای تغییرشکلپذیر و تصحیح
آینههای تغییرشکلپذیر و سیستمهای کنترلی که آنها را به حرکت درمیآورند، نیمه تصحیحکننده اپتیک تطبیقی را اعمال میکنند و یک سطح بازتابنده را در زمان واقعی تغییر شکل میدهند تا اعوجاجات جبهه موج اندازهگیری شده توسط حسگر را خنثی کنند.
Definition
آینه تغییرشکلپذیر یک عنصر نوری است که سطح آن میتواند به سرعت توسط آرایهای از عملگرها تغییر شکل یابد، و سیستم تصحیحکننده، کنترلکنندهای است که از اندازهگیریهای جبهه موج برای فرمان دادن به آینه استفاده میکند تا اعوجاجات اتمسفری از پرتو حذف شوند.
Scope
این موضوع فناوریهای آینههای تغییرشکلپذیر شامل دستگاههای پیزوالکتریک، غشای الکترواستاتیک و میکروالکترومکانیکی، تصحیح جداگانه شیب و کجی حرکت کلی تصویر، حلقه کنترلی که اندازهگیریهای جبهه موج را به دستورات آینه تبدیل میکند، پهنای باند و پایداری حلقه، و معیارهای شایستگی مانند نسبت استرل (Strehl ratio) که کیفیت تصحیح را کمیسازی میکنند، را پوشش میدهد.
Core questions
- چگونه یک آینه تغییرشکلپذیر شکل خود را تغییر میدهد؟
- چرا حرکت کلی تصویر به طور جداگانه توسط یک آینه شیب و کجی تصحیح میشود؟
- چگونه حلقه کنترلی اندازهگیریها را به تصحیحات تبدیل میکند؟
- کیفیت تصحیح چگونه کمیسازی میشود؟
Key theories
- عملگرهای آینه تغییرشکلپذیر
- آرایههایی از عملگرهای پیزوالکتریک، الکترواستاتیک یا میکروالکترومکانیکی یک سطح بازتابنده نازک را فشار میدهند یا میکشند تا شکلی قابل کنترل ایجاد کنند که خطای جبهه موج اندازهگیری شده را خنثی کند.
- تصحیح شیب و کجی و مرتبه بالاتر
- بزرگترین اعوجاج اتمسفری، شیب کلی جبهه موج است که اغلب توسط یک آینه شیب و کجی سریع کنترل میشود، در حالی که آینه تغییرشکلپذیر انحرافات مرتبه بالاتر و ظریفتر را تصحیح میکند.
- کنترل حلقه بسته و نسبت استرل
- یک کنترلکننده سیگنالهای حسگر را با پهنای باند بالا به دستورات آینه تبدیل میکند، و خطای باقیمانده، که توسط نسبت استرل خلاصه میشود، نشان میدهد که تصویر تصحیح شده چقدر به حد پراش نزدیک است.
Clinical relevance
عملکرد آینه تغییرشکلپذیر و حلقه کنترلی تعیین میکند که تصاویر اپتیک تطبیقی چقدر واضح میشوند؛ پیشرفتها در تعداد و سرعت عملگرها زیربنای اپتیک تطبیقی فوقالعاده برای تصویربرداری مستقیم از سیارات فراخورشیدی و سیستمهای تصحیحکننده بسیار بزرگی است که برای تلسکوپهای بسیار بزرگ برنامهریزی شدهاند.
History
اپتیک تطبیقی اولیه از آینههای تغییرشکلپذیر متوسط با دهها عملگر استفاده میکرد که اغلب برای اهداف دفاعی توسعه یافته بودند. آینههای پیزوالکتریک و سپس میکروالکترومکانیکی تعداد عملگرها را به هزاران افزایش دادند، و آینههای ثانویه تطبیقی، تصحیحکننده را در خود تلسکوپ ساختند و سیستمهای با عملکرد بالای امروزی را ممکن ساختند.
Key figures
- Horace Babcock
- Robert Tyson
Related topics
Seminal works
- tyson2015
- hardy1998
Frequently asked questions
- چگونه یک آینه میتواند به اندازه کافی سریع شکل خود را تغییر دهد تا اتمسفر را خنثی کند؟
- یک آینه تغییرشکلپذیر دارای یک سطح بازتابنده نازک است که توسط بسیاری از عملگرهای کوچک پشتیبانی میشود که آن را فشار میدهند و میکشند. این عملگرها در کسری از میلیثانیه پاسخ میدهند، بنابراین آینه میتواند صدها یا هزاران بار در ثانیه تغییر شکل یابد تا اعوجاج اتمسفری که به سرعت در حال تغییر است را ردیابی و خنثی کند.
- نسبت استرل چیست؟
- نسبت استرل، حداکثر روشنایی یک تصویر واقعی را با حداکثر روشنایی یک تصویر کامل و محدود به پراش از همان منبع مقایسه میکند. نسبت استرل نزدیک به یک به معنای تصحیح عالی است، در حالی که مقدار پایین نشاندهنده تاری قابل توجه باقیمانده است، که آن را به یک معیار استاندارد برای عملکرد اپتیک تطبیقی تبدیل میکند.