[實用新型]集成式自適應光學實驗及演示系統

有效

• 申請號: 201520885907.0
• 申請日: 2015-11-09
• 公開（公告）號: CN205194175U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 王建立;林旭東;劉欣悅;王亮;衛沛鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 于曉慶

技術領域

本實用新型涉及自適應光學系統技術領域，具體涉及一種集成式自適應光 學實驗及演示系統。

背景技術

自適應光學是一種實時探測并校正波前畸變、提高自適應光學系統成像分 辨率的技術。目前自適應光學系統在天文觀測、激光束整形、激光通信、人眼 視網膜成像、太陽觀測、激光慣性約束核聚變等領域具有廣泛的應用。自適應 光學系統通常包含三個主要部分：波前探測器1、波前控制器8和波前校正器2。 波前探測器1實時探測波前畸變，波前控制器8根據波前探測器1測量的結果 進行波前重構計算和波前控制計算，波前校正器2根據波前控制器8的輸出對 波前畸變進行校正?，F有的自適應光學系統大多都存在著應用領域限定、指標 要求較高、成本較高、可擴展性不佳等缺點。

實用新型內容

為了解決現有自適應光學系統存在的應用領域限定、指標要求高、成本高、 可擴展性不佳的問題，本實用新型提供一種集成式自適應光學實驗及演示系統， 具有靈活易改造的特點。

本實用新型為解決技術問題所采用的技術方案如下：

本實用新型的集成式自適應光學實驗及演示系統，包括波前探測器、波前 校正器、波前控制器、模擬目標、成像相機、第一準直透鏡、第一分光鏡、第 二分光鏡、第三分光鏡和第二準直透鏡；

所述波前控制器包括：分別與波前探測器和成像相機通過USB接口相連的 便攜式計算機；安裝在便攜式計算機中的操控軟件，用于系統標定、像差校正、 模擬有像差的點擴散函數和數據保存；與便攜式計算機通過USB接口相連的 D/A卡；分別與D/A卡和波前校正器相連的高壓放大器；

所述模擬目標發出的光線依次經第一分光鏡透射、第二分光鏡反射、第三 分光鏡反射、第二準直透鏡準直后入射至波前校正器上，準直光再依次經波前 校正器反射、第三分光鏡反射至第二分光鏡上，所述第二分光鏡對一部分入射 光透射，對另一部分入射光反射：經第二分光鏡透射的光線經第一準直透鏡準 直后入射至波前探測器中，所述波前探測器對波前畸變進行實時探測并輸出波 前探測圖像給便攜式計算機，通過便攜式計算機中的操控軟件進行波前重構計 算和波前控制計算，計算結果依次通過D/A卡的數模轉換、高壓放大器的高壓 放大作用后輸出電壓放大信號，利用電壓放大信號驅動波前校正器對波前畸變 進行校正；經第二分光鏡反射的光線經第一分光鏡反射后入射至成像相機中進 行成像，所述便攜式計算機從成像相機中獲取圖像并對其進行監測。

進一步的，還包括湍流模擬裝置，所述湍流模擬裝置安裝在模擬目標、第 一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第二準直透鏡、波前校正器形成的光路 中；所述湍流模擬裝置采用安裝有相位屏的旋轉平臺，通過相位屏模擬湍流。

進一步的，所述波前探測器、波前校正器、模擬目標、成像相機、第一準 直透鏡、第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第二準直透鏡和湍流模擬裝 置都安裝在一個裝有光學平板的透明展覽箱中。

進一步的，所述波前探測器采用Shack-Hartmann探測器。

進一步的，所述波前校正器采用壓電促動器變形鏡。

進一步的，所述模擬目標采用一個單模激光點光源和一個白光光纖束。

進一步的，所述成像相機采用USB接口工業級的CMOS相機。

進一步的，所述第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第一準直透鏡和 第二準直透鏡均采用標準件。

進一步的，所述高壓放大器集成在便攜機箱中。

進一步的，根據波前校正器的通道數設置高壓放大器的模塊數。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過提供一種集成式的光學系統，采用模塊化設計，靈活易 改造，接口方便，適合作為自適應光學教學實驗及演示使用。

2、本實用新型中的高壓放大器采用模塊化設計，可以根據設計需要以及波 前校正器的通道數擴展高壓放大器的模塊數；本實用新型中的高壓放大器集成 在便攜機箱中，方便放置和運輸。

3、本實用新型中的光機組件即第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第 一準直透鏡和第二準直透鏡都采用標準件，方便安裝和更換。

4、本實用新型中的波前探測器、成像相機、便攜式計算機和D/A卡的接口 均為USB接口，可以根據需要連接不同的計算機，接口連接方便。