Óptica adaptativa


La óptica adaptativa ( AO ) es una tecnología que se utiliza para mejorar el rendimiento de los sistemas ópticos al reducir el efecto de las distorsiones del frente de onda entrante al deformar un espejo para compensar la distorsión. Se utiliza en telescopios astronómicos [1] y sistemas de comunicación láser para eliminar los efectos de la distorsión atmosférica , en microscopía, [2] fabricación óptica [3] y en sistemas de imágenes retinianas [4] para reducir las aberraciones ópticas . La óptica adaptativa funciona midiendo las distorsiones en un frente de onda. y compensarlos con un dispositivo que corrige esos errores como un espejo deformable o una matriz de cristal líquido .

La óptica adaptativa no debe confundirse con la óptica activa , que trabaja en una escala de tiempo más larga para corregir la geometría del espejo primario.

Otros métodos pueden lograr un poder de resolución que exceda el límite impuesto por la distorsión atmosférica, como imágenes de moteado , síntesis de apertura e imágenes afortunadas , o moviéndose fuera de la atmósfera con telescopios espaciales , como el telescopio espacial Hubble .

La óptica adaptativa fue concebida por primera vez por Horace W. Babcock en 1953, [6] [7] y también se consideró en la ciencia ficción, como en la novela Tau Zero de Poul Anderson (1970), pero no se volvió de uso común hasta los avances en tecnología informática durante la década de 1990 hizo que la técnica fuera práctica.

Parte del trabajo de desarrollo inicial en óptica adaptativa fue realizado por el ejército de los EE. UU. Durante la Guerra Fría y estaba destinado a ser utilizado en el seguimiento de satélites soviéticos. [8]

Los espejos deformables de sistemas microelectromecánicos (MEMS) y los espejos deformables de concepto magnético son actualmente la tecnología más utilizada en aplicaciones de conformación de frente de onda para óptica adaptativa dada su versatilidad, carrera, madurez de la tecnología y la corrección de frente de onda de alta resolución que ofrecen.


Se puede usar un espejo deformable para corregir errores de frente de onda en un telescopio astronómico.
Ilustración de un sistema de óptica adaptativa (simplificado). La luz primero golpea un espejo de punta-inclinación (TT) y luego un espejo deformable (DM) que corrige el frente de onda. Parte de la luz es captada por un divisor de haz (BS) al sensor de frente de onda y al hardware de control que envía señales actualizadas a los espejos DM y TT.
La impresión de un artista de la óptica adaptativa.
El frente de onda de una imagen aberrada (izquierda) se puede medir usando un sensor de frente de onda (centro) y luego se puede corregir usando un espejo deformable (derecha)
Espejo de carcasa fina adaptable. [5]
Los astrónomos en el sitio del Very Large Telescope en Chile usan óptica adaptativa.
Reproducir medios
Láser lanzado al cielo nocturno desde la instalación de óptica adaptativa VLT.
Cuando la luz de una estrella atraviesa la atmósfera de la Tierra, el frente de onda se ve perturbado.
El sensor Shack-Hartmann es un tipo de sensor de frente de onda que se utiliza para la óptica adaptativa.
Imágenes negativas de una estrella a través de un telescopio. El panel de la izquierda muestra la película en cámara lenta de una estrella cuando el sistema de óptica adaptativa está apagado. El panel de la derecha muestra la película en cámara lenta de la misma estrella cuando el sistema AO está encendido.
Un rayo láser dirigido hacia el centro de la Vía Láctea . Este rayo láser se puede utilizar como estrella guía para el AO.
Impresión artística del telescopio europeo extremadamente grande desplegando láseres para óptica adaptativa [12]
GRAAL es un instrumento de óptica adaptativa de capa terrestre asistido por láseres. [15]