[实用新型]集成式自适应光学实验及演示系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及自适应光学系统技术领域，具体涉及一种集成式自适应光 学实验及演示系统。

背景技术

自适应光学是一种实时探测并校正波前畸变、提高自适应光学系统成像分 辨率的技术。目前自适应光学系统在天文观测、激光束整形、激光通信、人眼 视网膜成像、太阳观测、激光惯性约束核聚变等领域具有广泛的应用。自适应 光学系统通常包含三个主要部分：波前探测器1、波前控制器8和波前校正器2。 波前探测器1实时探测波前畸变，波前控制器8根据波前探测器1测量的结果 进行波前重构计算和波前控制计算，波前校正器2根据波前控制器8的输出对 波前畸变进行校正。现有的自适应光学系统大多都存在着应用领域限定、指标 要求较高、成本较高、可扩展性不佳等缺点。

实用新型内容

为了解决现有自适应光学系统存在的应用领域限定、指标要求高、成本高、 可扩展性不佳的问题，本实用新型提供一种集成式自适应光学实验及演示系统， 具有灵活易改造的特点。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的集成式自适应光学实验及演示系统，包括波前探测器、波前 校正器、波前控制器、模拟目标、成像相机、第一准直透镜、第一分光镜、第 二分光镜、第三分光镜和第二准直透镜；

所述波前控制器包括：分别与波前探测器和成像相机通过USB接口相连的 便携式计算机；安装在便携式计算机中的操控软件，用于系统标定、像差校正、 模拟有像差的点扩散函数和数据保存；与便携式计算机通过USB接口相连的 D/A卡；分别与D/A卡和波前校正器相连的高压放大器；

所述模拟目标发出的光线依次经第一分光镜透射、第二分光镜反射、第三 分光镜反射、第二准直透镜准直后入射至波前校正器上，准直光再依次经波前 校正器反射、第三分光镜反射至第二分光镜上，所述第二分光镜对一部分入射 光透射，对另一部分入射光反射：经第二分光镜透射的光线经第一准直透镜准 直后入射至波前探测器中，所述波前探测器对波前畸变进行实时探测并输出波 前探测图像给便携式计算机，通过便携式计算机中的操控软件进行波前重构计 算和波前控制计算，计算结果依次通过D/A卡的数模转换、高压放大器的高压 放大作用后输出电压放大信号，利用电压放大信号驱动波前校正器对波前畸变 进行校正；经第二分光镜反射的光线经第一分光镜反射后入射至成像相机中进 行成像，所述便携式计算机从成像相机中获取图像并对其进行监测。

进一步的，还包括湍流模拟装置，所述湍流模拟装置安装在模拟目标、第 一分光镜、第二分光镜、第三分光镜、第二准直透镜、波前校正器形成的光路 中；所述湍流模拟装置采用安装有相位屏的旋转平台，通过相位屏模拟湍流。

进一步的，所述波前探测器、波前校正器、模拟目标、成像相机、第一准 直透镜、第一分光镜、第二分光镜、第三分光镜、第二准直透镜和湍流模拟装 置都安装在一个装有光学平板的透明展览箱中。

进一步的，所述波前探测器采用Shack-Hartmann探测器。

进一步的，所述波前校正器采用压电促动器变形镜。

进一步的，所述模拟目标采用一个单模激光点光源和一个白光光纤束。

进一步的，所述成像相机采用USB接口工业级的CMOS相机。

进一步的，所述第一分光镜、第二分光镜、第三分光镜、第一准直透镜和 第二准直透镜均采用标准件。

进一步的，所述高压放大器集成在便携机箱中。

进一步的，根据波前校正器的通道数设置高压放大器的模块数。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过提供一种集成式的光学系统，采用模块化设计，灵活易 改造，接口方便，适合作为自适应光学教学实验及演示使用。

2、本实用新型中的高压放大器采用模块化设计，可以根据设计需要以及波 前校正器的通道数扩展高压放大器的模块数；本实用新型中的高压放大器集成 在便携机箱中，方便放置和运输。

3、本实用新型中的光机组件即第一分光镜、第二分光镜、第三分光镜、第 一准直透镜和第二准直透镜都采用标准件，方便安装和更换。

4、本实用新型中的波前探测器、成像相机、便携式计算机和D/A卡的接口 均为USB接口，可以根据需要连接不同的计算机，接口连接方便。