长春光机所液晶自适应光学系统波前探测研究取得新进展

　　中科院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室在自适应光学波前探测技术中取得新进展：首次采用哈特曼波前探测器实现对超动态范围波前倾斜和其他高阶像差的同时探测，实现液晶自适应光学系统波前像差探测和校正，该研究为自适应光学波前探测技术提供了新思路。相关结果发表在Optics Express上(2015, 8，21403-21413)。

　　自适应光学系统波前倾斜像差在幅度上要远远超过其他高阶像差。通常，哈特曼波前探测器只用于精确测量高阶畸变，为了保证其探测精度，通常哈特曼波前探测器的动态范围都很小。因此，目前的自适应光学系统中均需额外增加针对倾斜像差的探测系统。本研究工作提出的新方法一方面节省了用于倾斜探测的光能量，提高了自适应光学系统的探测能力，另一方面简化了系统，便于工程化应用。

　　液晶自适应光学系统波前倾斜和其他像差共用一个哈特曼探测器，将用于倾斜探测的能量增加到哈特曼波前探测器上，这将大大提高除倾斜以外其他像差的探测精度。本研究解决了当倾斜像差超过哈特曼探测器的探测范围时，波前倾斜像差的计算和倾斜校正方法。自适应光学系统运行初始，倾斜像差较大，只有部分的光能够进入哈特曼波前探测器并成像在CCD面板上，此时将这不完整的光斑看做一个整体，计算光斑质心相对于哈特曼中心的偏移量，作为波前倾斜像差的一个估计值，同时利用这个估计值作为残余倾斜像差指导控制器进行控制量计算并进行波前倾斜校正。随着波前倾斜校正的进行，倾斜量减小，会有更多的光进入哈特曼探测器，倾斜量的估计精度也会随之增加，同时倾斜校正精度也增加，最终倾斜像差将减小到哈特曼的动态范围内，然后进行高精度的倾斜和高阶探测和校正。在1.23m光电望远镜上对恒星和卫星目标进行了观测并取得良好结果，表明这种探测和校正策略的可行性。

　　该研究工作获得了国家自然科学基金支持。

大倾斜校正中倾斜量随时间的变化

自适应光学系统探测策略示意图

（a）单独倾斜探测 （b）共用一个波前探测器