4.2.各種(zhǒng)波前(qián)校正器的原理及發展狀(zhuàng)況

4. 2.1.分離促動器連續表麵變形(xíng)鏡

分離促(cù)動器連續表(biǎo)麵變形鏡由鏡麵薄(báo)片,基(jī)底以及促動器構成,促動器主要有壓電促動器(qì)(PZT),伸(shēn)縮促動器(qì)(PMN).其工作原理是通過促動器接受電壓信號,從(cóng)而引起其長度的改(gǎi)變達到改變麵形目的,實現波前校正。

在設計過程中為滿足變形量,擬合能力和麵形誤差等要(yào)求(qiú)有很多的設計要求(qiú)。

分離促(cù)動器連續表麵(miàn)變(biàn)形鏡憑借(jiè)其高響(xiǎng)應速度,高可靠性,對波像差擬合能力較好等優點在天文望遠(yuǎn)鏡,激光大氣傳輸等領域應用較多。

4.2.2.薄膜反射鏡

薄膜反射鏡是以(yǐ)薄膜為基(jī)坯,依靠靜電力,氣體壓力等外力對薄膜(mó)麵形進行變形及(jí)維持,主要(yào)有靜電拉伸式,充氣式,電子槍控製壓電薄膜等等 7。

薄膜反射鏡由於麵密度較低,易於折疊展開,製造成本較低等諸(zhū)多(duō)優點,但(dàn)也存在麵型控製,反射鏡支撐結構上麵的難(nán)點。主要運用在超(chāo)輕量,超大口徑的空(kōng)間反射鏡中.在未來隨著科學技術的發展可能會在太空望遠鏡,偵察相機等方麵得(dé)到應用。

4.2.3.MEMS 變形鏡

MEMS 變形鏡是用類似於電子芯片(piàn)光刻技術製成的(de)多個微小校正單元的變形鏡,有(yǒu)兩種製作(zuò)方法,一種是類似於薄膜變形鏡的校正器,一種是類似於分離促動器變形鏡。MEMS 變形鏡優點有成本較低,驅動器的穩定(dìng)性和移動性較好,但也存在(zài)一定的問題(tí),如(rú)靜電驅動(dòng) pull-in 現象使得校正行程有限,難以集成控製等等問題(tí),更為廣泛的應用還需要(yào)進一步的處理和研究,現在 MEMS 自(zì)適應(yīng)光學成像係統在眼科(如文獻 8中利用 MEMS 變形鏡構建了視(shì)網膜成像自適應光學係統),以及很多高分辨率(lǜ)成(chéng)像係統(tǒng)中(zhōng)。

五、自適應光學應用

自適應光學是可以用來實時測(cè)量,校正由於大氣湍流以及各(gè)種成像介質所帶來的波前畸變,提高成像分辨率的光學新技術。目前(qián)在天文觀測,激光傳輸係統,空間目標探(tàn)測,人眼視網膜成(chéng)像方麵(miàn)有(yǒu)很廣泛的應用。

5.1.自適(shì)應光學(xué)在天文觀測中的應用

自適應光學係統在天文觀測中主要是通過校正大氣(qì)湍流所引起的波前誤差(chà)。從(cóng)自適應光學的發展曆(lì)程中可以得知天文觀測以及空間目標探測有著長久(jiǔ)的技術積累,特別(bié)是在美國的軍方方(fāng)麵(miàn),如美國的空軍(jun1)毛伊島光學站 5,在美國的毛伊島光學站有一台口徑為 3.67m 的自適應(yīng)光電係統,以及NASA 的哈勃,韋伯望遠鏡都采用了自適應光學技術。歐洲的南方天文(wén)台也利用自(zì)適應(yīng)光學係統進行天文觀測,可以(yǐ)用(yòng)來分(fèn)辨天文中的雙(shuāng)星係統。

5.2 自適應光學在人眼視網膜成像方麵的研究

人眼的結構構成複雜,存在動態像差(chà),雖然現在的顯微成像技術(shù)如熒光素眼(yǎn)底血管造影,光學相幹層析技術能夠使分(fèn)辨能力達到 10-40um,但是由於動態(tài)像差的存在(zài)仍然無法(fǎ)觀測視網膜細胞(bāo)的(de)情(qíng)況。為(wéi)了對視覺病理(lǐ)做更深層次的研究,觀察視網膜細胞便成為(wéi)最(zuì)為有效的方法(fǎ),中國科學院光電技術(shù)研究(jiū)所利用自適應光學技術,測量了感光細胞的密度,以及得到(dào)了視網(wǎng)膜血管的高分辨率拚圖。深圳大學光電子研究所屈樂軍通過(guò)自適應(yīng)技術得到了視網膜單細胞圖像.Vienna 大學和 Murcia大學將自(zì)適應光學技術與光纖相幹層析技術的(de)結合運用,得到了(le)高分辨率的視網膜圖像。

利用自適應光學成像,提供了視網膜細胞結構的高分(fèn)辨率圖,為病理研究提高了很(hěn)多的(de)依據,如解釋了色盲產生的(de)原(yuán)因.並且在很多臨床方麵也有很多的應用,如對青光眼進行診斷,也可以由視網膜的腫脹情況判斷是(shì)否有糖尿病等等。

5.3.波前校正在生物醫學成像上的應用(yòng)

波前校正在生物醫學成像方麵主要有深層次組織成像(xiàng),超聲輔助渾濁介質聚焦,基於光纖成像,寬市場成像等等(děng),為生物醫學成像(xiàng)這一塊有巨(jù)大的技術推進(jìn)。

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