谈谈智能光学发展现状
本文从智能光学的概念出发,对智能光学技术(智能光学系统、动态光学调制技术、动态光学探测技术等)进行评述。同时,基于智能光学技术的特点,对智能光学发展现状进行探究。
主动光学技术多应用于大口径的反射式望远镜,其能够实现低速、大幅的波前调制,因而需要较强的支撑力。机电促动器和压力促动器是构成主动光学动态支撑结构的主要单位,其起到为主动光学动态支撑结构提供足够支撑力的作用。 2.2 其他动态调制技术 光强动态调制技术:光强动态调制技术主要依赖于空间光调制器实现,应用于投影显示光学领域。光强动态调制使用的调制器一般为分立的结构。 光谱动态调制:光谱动态调制,其主要利用声光调谐滤波器和液晶调谐滤波器对光谱进行动态滤波。这项技术在许多光学系统(如显微成像、遥感成像等领域)中有着极为广泛的应用。声光调谐滤波器的响应速度较高,但其像质相对不足;液晶调谐滤波器的像质较高,但其相应速度较低。 3 动态光学探测 基于波前相位和光强信息的光学特性对光学调制进行动态控制。光强动态控制和波前动态控制得以实现的基础是各种光电传感器。例如,光电倍增管、雪崩二极管、光电耦合器件等。光电传感器可实现对光强信息的直接探测;光电传感器与其他光学器件可组成波前探测器,用以探测波前信息。根据波前探测器波前探测位置的不同,可以将其分为光瞳面波前探测器和焦面波前探测器两类;根据波前重构过程的不同,可以将其分为线性波前探测器和非线性波前探测器两类。 4 智能光学系统 综上所述,我们可以将智能光学系统定义为:具有动态光学调制或(和)动态光学探测功能的、能够根据光学特性进行动态控制的光学系统。当前,智能光学系统的动态控制功能可以分为开环控制和闭环控制两类,开环控制系统主要包括调制器和控制器两部分;闭环控制系统主要包括调制器、探测器、控制器三部分。智能控制系统可以分为自适应控制系统和主动控制系统两类。 自适应控制系统主要利用波前探测器获取到的波前信息反馈给波前校正器以实现调制功能。但需要指出的是,应用于显微系统或者是大气湍流过强的环境中时,波前探测器会受到较为严重的干扰以至于不能准确获取波前信息。自适应光学系统主要应用于补偿地基式望远镜成像过程中的大气湍流,调制(校正)变化速度较快的波前畸变。 主动光学系统主要应用于反射式、大口径望远镜中,用以调制望远镜主镜的波前畸变。当前,主动光学已经成为了大口径望远镜所必备的一项重要技术。随着望远镜口径的不断增大,一些天基望远镜也开始采用主动光学技术改善像质。例如,著名的詹姆斯·韦伯空间望远镜采用了复杂拼接镜面主动光学系统获得了较为理想的像质。 参考文献 1.王建立,刘欣悦.智能光学的概念及发展.中国光学, 2013,6(4):437-448. 2.高鹏.智能光学发展问题研究.科技视界,2016(17): 16. 3.徐凯.自动光学检测设备在智能化发展中的重要作用.中国高端smt学术会议,2015. 4.刘闯.浅析传统光学仪器向现代光学仪器转变的原因. 科技致富向导,2014(14):232. |
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