Теория и практика адаптивных оптических систем (прикладная адаптивная оптика)

Оглавление

Предисловие

Предисловие автора

Введение
Состояние вопроса
Основные проблемы

1. Для чего нужны крупногабаритные телескопы
Развитие крупногабаритного телескопостроения
Гиператомная физика и крупногабаритное телескопостроение
Задачи, решаемые при разработке крупногабаритных телескопов

2. Как рождалось крупногабаритное телескопостроение
Концепция построения крупногабаритного телескопа
Немного истории
Основные направления разработок крупногабаритных телескопов

3. Размеры и эффективностькру пногабаритных телескопов
Выбор диаметра зеркала телескопа
Эффективность крупногабаритных оптических телескопов Коэффициент информативности
Инвариант информативности
Информационная емкость изображения в телескопах
Бюджет ошибок в крупногабаритных телескопах

4. Адаптивные средства информационных и передающих систем
Основные постулаты адаптивной коррекции ВФ в крупногабаритных оптических системах
Исследования средств транспортировки энергии излучения мощных лазеров
Особенности подхода к решению задачи снижения влияния искажающих факторов на качество изображения в телескопе
Адаптивные средства коррекции искажений ВФ излучения в информационных оптических системах
Основные проблемы коррекции искажений ВФ излучения
в передающих оптических системах

5. Влияние атмосферы на качество изображения в оптических телескопах
Главные механизмы искажений, вносимых атмосферой
Искажающие факторы атмосферы
Физическая природа искажений в атмосфере
Геометрические аспекты атмосферного влияния
Фазовая коррекция атмосферных искажений
Рекомендации по снижению влияния атмосферы
Квантовая природа влияния атмосферы

6. Разработка адаптивных крупногабаритных телескопов
Технологические аспекты создания крупногабаритных оптических телескопов
Основные проблемы создания крупногабаритных оптических телескопов
Задачи и возможности крупногабаритных телескопов
Особенности системы контроля пространственного положения оптических элементов
Особенности конструкции телескопа
Пути совершенствования концепций построения оптических телескопов

7. Разработка элементной базы адаптивных крупногабаритных телескопов
Новые технологии создания облегченных зеркал
Пример методики изготовления облегченного зеркала
Влияние термодеформаций оптических элементов
Применение прецизионных юстировочных механизмов
Физические основы работы магнитореологического привода
Конструкция и принцип действия юстировочного МР-привода
Разработка динамической модели юстировочного МР-привода
Экспериментальные исследования юстировочного МР-привода

8. Адаптивные оптические системы
Задачи адаптивных оптических систем
Принципы построения АОС
Основные устройства АОС
Основные характеристики оптических систем, требования и их обеспечение
Основные критерии оценки качества оптических систем
Критерии оценки эффективности АОС
Расчет АОС с учетом искажающих факторов
Физические основы нелинейных АОС на базе ОВФ
Проектируемые адаптивные системы и их элементная база
Тенденции совершенствования построения АОС для телескопов
Применение адаптивной оптики в крупногабаритном телескопостроении
Ограниченные возможности компенсации турбулентности атмосферы
Результаты применения адаптивной оптики на действующих крупногабаритных телескопах

9. Cоздание адаптивного составного телескопа
Основные конструктивные особенности современных адаптивных телескопов
Адаптивный составной телескоп как объект управления
Основные режимы работы адаптивного составного телескопа
Помехи, снижающие качество изображения
Основные задачи, возникающие в процессе управления адаптивным телескопом
Задача управления сегментами СГЗ
Предобработка волнового фронта
Варианты аппаратной реализации системы управления

10. Измерительные технологии в системах адаптивной коррекции
Принципы фазирования элементов СГЗ в системе адаптивной коррекции волнового фронта передающих лазерных комплексов
Вопросы метрологического обеспечения контроля пространственного положения элементов главного зеркала космического телескопа «Миллиметрон»
Измерительные технологии контроля формы и взаимного положения элементов главного зеркала космического телескопа
Решение измерительных задач в проектах, подобных обсерватории «Миллиметрон»
Анализ измерительных систем и датчиковой аппаратуры применительно к космическому телескопу «Миллиметрон»
Возможность создания измерительных систем, отвечающих требованиям «Миллиметрона»

11. Датчики пространственного положения элементов оптической системы
Структура датчика системы автоматической стабилизации главного зеркала космического телескопа
Принципы контроля пространственного положения элементов составных апертур
Высокоточная система измерения пространственного положения объектов на основе псевдообращения волнового фронта контрольного излучения
Динамическая фазировка элементов СГЗ
Анализаторы координатной информации

12. Математическое моделирование АОС
Задачи математического моделирования АОС
Математические основы построения моделей
Расчет оптических систем по программе Zemax
Моделирование оптической системы телескопа КТ-12 в среде Zemax
Исследование качества изображения составного телескопа большого диаметра

13. Проблемы модернизации телескопа БТА
Выбор схемы контроля деформации главного зеркала на телескопе БТА
Обзор точностных характеристик методик интерферометрического контроля формы асферической поверхности применительно к главному зеркалу БТА
Методика интерферометрического контроля формы главного зеркала БТА с применением компьютерно-синтезированной голограммы
Недостатки компенсационного метода контроля формы главного зеркала БТА с применением компьютерной синтезированной голограммы
Схема предложенного компенсационного метода контроля формы главного зеркала БТА с псевдообращением контрольного излучения
Погрешности измерительной системы с псевдообращением контрольного излучения

14. Разработка супертелескопа АСТ-25
Проект сверхбольшого астрономического телескопа России АСТ-25
Проект комплекса адаптивных средств телескопа АСТ-25
Особенности конструкции телескопа АСТ-25
Особенности оптической схемы телескопа АСТ-25
Расчет и обоснование оптической схемы 25-метрового телескопа
Формирование геометрии модифицированного корпуса
АСТ-25
Новые технологии изготовления крупногабаритных облегченных конструкций
Вибрации крупногабаритных конструкций
Расчет конструкции корпуса 25-метрового телескопа
Качество пространственной аппроксимации волнового фронта в адаптивном телескопе АСТ-25 с фазируемым главным зеркалом

15. Проект космического телескопа большого диаметра
Актуальные проблемы создания космического телескопа КТ-12
Технологические аспекты конструктивной схемы зеркала телескопа
Система адаптивного управления в условиях действия ограничений бюджета ошибок телескопа
Алгоритм управления многоэлементным составным главным зеркалом
Алгоритм управления составным главным зеркалом космического телескопа «Миллиметрон»
Оценка погрешности позиционирования элементов главного зеркала и местоположения чувствительных датчиков

Литература