अनुकूली प्रकाशिकी और छवि सुधार
अनुकूली प्रकाशिकी और संबंधित छवि-सुधार तकनीकें पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा उत्पन्न धुंधलापन को दूर करती हैं, जिससे जमीनी दूरबीनें अपनी पूर्ण एपर्चर द्वारा निर्धारित तीक्ष्ण छवियों के करीब पहुंच पाती हैं।
Definition
अनुकूली प्रकाशिकी एक सेंसर, एक नियंत्रण प्रणाली और एक विरूपण योग्य तत्व का उपयोग करके वायुमंडलीय और वाद्य वेवफ्रंट विकृतियों का वास्तविक समय में सुधार है, जिसे छवि-सुधार तकनीकों द्वारा पूरक किया जाता है जो अशांत वायुमंडल से विवर्तन-सीमित विवरण को पुनः प्राप्त करती हैं।
Scope
यह क्षेत्र विकृत वेवफ्रंट के मापन, विकृत वेवफ्रंट को वास्तविक समय में ठीक करने वाले विरूपण योग्य दर्पणों और नियंत्रण लूपों, प्राकृतिक तारों की अनुपस्थिति में संदर्भ प्रकाश प्रदान करने वाले कृत्रिम लेजर गाइड सितारों, और स्पीकल तथा लकी इमेजिंग जैसी पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियों को शामिल करता है जो कम एक्सपोजर से रिज़ॉल्यूशन को पुनः प्राप्त करती हैं।
Sub-topics
Core questions
- वायुमंडल दूरबीन की छवियों को कैसे खराब करता है?
- विकृत वेवफ्रंट को वास्तविक समय में कैसे मापा और ठीक किया जाता है?
- जब कोई चमकीला तारा पास में न हो तो संदर्भ स्रोत कैसे प्राप्त किया जाता है?
- सुधार लूप के बिना कम एक्सपोजर उच्च रिज़ॉल्यूशन को कैसे पुनः प्राप्त कर सकते हैं?
Key theories
- वायुमंडलीय अशांति और 'सीइंग'
- विभिन्न अपवर्तक सूचकांक वाली हवा की अशांत परतें आने वाले वेवफ्रंट को अस्त-व्यस्त कर देती हैं, जिससे रिज़ॉल्यूशन विवर्तन सीमा के बजाय 'सीइंग' तक सीमित हो जाता है और एक सुसंगतता पैमाना और समय-पैमाना परिभाषित होता है जिसे अनुकूली प्रकाशिकी को हराना होता है।
- बंद-लूप वेवफ्रंट सुधार
- एक वेवफ्रंट सेंसर विरूपण को मापता है और एक विरूपण योग्य दर्पण फीडबैक लूप में प्रति सेकंड सैकड़ों बार विपरीत आकार लागू करता है, जिससे एक तीक्ष्ण छवि बहाल होती है।
- संदर्भ स्रोत और आइसोपलैनेटिज्म
- सुधार के लिए एक छोटे आइसोपलैनेटिक कोण के भीतर एक चमकीले संदर्भ की आवश्यकता होती है, जो सुधारे गए क्षेत्र का विस्तार करने के लिए लेजर गाइड सितारों और बहु-संदर्भ प्रणालियों को प्रेरित करता है।
Clinical relevance
अनुकूली प्रकाशिकी बड़े जमीनी दूरबीनों को निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर अंतरिक्ष दूरबीनों के साथ प्रतिस्पर्धा करने या उनसे बेहतर रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने में सक्षम बनाती है, जिससे तारा-निर्माण क्षेत्रों, गांगेय केंद्र, एक्सोप्लैनेट और सौर-मंडल के पिंडों की सतहों की तीक्ष्ण इमेजिंग संभव होती है, और यह अब बनाए जा रहे अत्यंत बड़े दूरबीनों के लिए आवश्यक है।
History
बैबकॉक ने 1953 में अनुकूली प्रकाशिकी का प्रस्ताव रखा था, लेकिन यह 1980 और 1990 के दशक में ही व्यावहारिक हो पाया जब तेज वेवफ्रंट सेंसर, विरूपण योग्य दर्पण और कंप्यूटर परिपक्व हुए, आंशिक रूप से अवर्गीकृत रक्षा कार्य के माध्यम से। लेजर गाइड सितारों और अधिक जटिल प्रणालियों ने तब से अनुकूली प्रकाशिकी को बड़े दूरबीनों पर मानक बना दिया है।
Key figures
- Horace Babcock
- Francois Roddier
- John Hardy
Related topics
Seminal works
- hardy1998
- roddier1999
Frequently asked questions
- तारे क्यों टिमटिमाते हैं, और अनुकूली प्रकाशिकी कैसे मदद करती है?
- टिमटिमाहट और धुंधलापन इसलिए उत्पन्न होता है क्योंकि अशांत हवा लगातार बदलती मात्रा में तारों के प्रकाश को मोड़ती है। अनुकूली प्रकाशिकी इस विरूपण को प्रति सेकंड कई बार मापती है और एक लचीले दर्पण के साथ एक समान और विपरीत विरूपण लागू करती है, जिससे वायुमंडल के प्रभाव को प्रभावी ढंग से रद्द किया जाता है और छवि को तीक्ष्ण किया जाता है।
- क्या अनुकूली प्रकाशिकी अंतरिक्ष दूरबीनों को अनावश्यक बनाती है?
- यह निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर अंतर को बहुत कम कर देता है, जहां अनुकूली प्रकाशिकी वाले बड़े जमीनी दूरबीन रिज़ॉल्यूशन में अंतरिक्ष दूरबीनों से मेल खा सकते हैं या उनसे बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं। लेकिन अंतरिक्ष उन तरंग दैर्ध्य के लिए आवश्यक रहता है जिन्हें वायुमंडल अवरुद्ध करता है और सबसे व्यापक, सबसे स्थिर क्षेत्रों के लिए, इसलिए दृष्टिकोण पूरक बने रहते हैं।