自适应光学工作原理及应用

4.2.各种波前校正器的原理及发展状况

4. 2.1.分离促动器连续表面变形镜

分离促动器连续表面变形镜由镜面薄片，基底以及促动器构成，促动器主要有压电促动器（PZT），伸缩促动器(PMN).其工作原理是通过促动器接受电压信号，从而引起其长度的改变达到改变面形目的，实现波前校正。

在设计过程中为满足变形量，拟合能力和面形误差等要求有很多的设计要求。

分离促动器连续表面变形镜凭借其高响应速度，高可靠性，对波像差拟合能力较好等优点在天文望远镜，激光大气传输等领域应用较多。

4.2.2.薄膜反射镜

薄膜反射镜是以薄膜为基坯，依靠静电力，气体压力等外力对薄膜面形进行变形及维持，主要有静电拉伸式，充气式，电子枪控制压电薄膜等等 7。

薄膜反射镜由于面密度较低，易于折叠展开，制造成本较低等诸多优点，但也存在面型控制，反射镜支撑结构上面的难点。主要运用在超轻量，超大口径的空间反射镜中.在未来随着科学技术的发展可能会在太空望远镜，侦察相机等方面得到应用。

4.2.3.MEMS 变形镜

MEMS 变形镜是用类似于电子芯片光刻技术制成的多个微小校正单元的变形镜，有两种制作方法，一种是类似于薄膜变形镜的校正器，一种是类似于分离促动器变形镜。MEMS 变形镜优点有成本较低，驱动器的稳定性和移动性较好，但也存在一定的问题，如静电驱动 pull-in 现象使得校正行程有限，难以集成控制等等问题，更为广泛的应用还需要进一步的处理和研究，现在 MEMS 自适应光学成像系统在眼科（如文献 8中利用 MEMS 变形镜构建了视网膜成像自适应光学系统），以及很多高分辨率成像系统中。

五、自适应光学应用

自适应光学是可以用来实时测量，校正由于大气湍流以及各种成像介质所带来的波前畸变，提高成像分辨率的光学新技术。目前在天文观测，激光传输系统，空间目标探测，人眼视网膜成像方面有很广泛的应用。

5.1.自适应光学在天文观测中的应用

自适应光学系统在天文观测中主要是通过校正大气湍流所引起的波前误差。从自适应光学的发展历程中可以得知天文观测以及空间目标探测有着长久的技术积累，特别是在美国的军方方面，如美国的空军毛伊岛光学站 5，在美国的毛伊岛光学站有一台口径为 3.67m 的自适应光电系统，以及NASA 的哈勃，韦伯望远镜都采用了自适应光学技术。欧洲的南方天文台也利用自适应光学系统进行天文观测，可以用来分辨天文中的双星系统。

5.2 自适应光学在人眼视网膜成像方面的研究

人眼的结构构成复杂，存在动态像差，虽然现在的显微成像技术如荧光素眼底血管造影，光学相干层析技术能够使分辨能力达到 10-40um，但是由于动态像差的存在仍然无法观测视网膜细胞的情况。为了对视觉病理做更深层次的研究，观察视网膜细胞便成为最为有效的方法，中国科学院光电技术研究所利用自适应光学技术，测量了感光细胞的密度，以及得到了视网膜血管的高分辨率拼图。深圳大学光电子研究所屈乐军通过自适应技术得到了视网膜单细胞图像.Vienna 大学和 Murcia大学将自适应光学技术与光纤相干层析技术的结合运用，得到了高分辨率的视网膜图像。