กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ออปติกแบบแอคทีฟ

ระบบเลนส์แบบแอคทีฟเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 ซึ่งปรับรูปร่าง กระจกของกล้องโทรทรรศน์เพื่อป้องกันการเสียรูปเนื่องจากอิทธิพลภายนอก.

ออปติกแบบแอคทีฟ

ตัวขับเคลื่อนของระบบเลนส์แอคทีฟของกล้องโทรทรรศน์Gran Telescopio Canarias

ระบบเลนส์แบบแอคทีฟเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 [ 1 ] ซึ่งปรับรูปร่าง กระจกของกล้องโทรทรรศน์เพื่อป้องกันการเสียรูปเนื่องจากอิทธิพลภายนอก เช่น ลม อุณหภูมิ และความเครียดทางกล หากไม่มีระบบเลนส์แบบแอคทีฟ การสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาด 8 เมตรก็เป็นไปไม่ได้ และกล้องโทรทรรศน์ที่มีกระจกแบบแบ่งส่วนก็ไม่สามารถทำได้เช่นกัน

วิธีการนี้ใช้โดยกล้องโทรทรรศน์ Nordic Optical Telescope [ 2 ] กล้องโทรทรรศน์ New Technology Telescope , Telescopio Nazionale Galileoและกล้องโทรทรรศน์ Keckรวมถึงกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดทั้งหมดที่สร้างขึ้นตั้งแต่กลางทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา

ระบบเลนส์แอคทีฟนั้นไม่ควรสับสนกับระบบเลนส์ปรับได้ (adaptive optics ) ซึ่งทำงานในกรอบเวลาที่สั้นกว่าและแก้ไขความผิดเพี้ยนที่เกิดจากชั้นบรรยากาศ

ในดาราศาสตร์

ต้นแบบส่วนหนึ่งของระบบสนับสนุนการปรับตัวของE -ELT [ 3 ]

กล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นแบบสะท้อนแสง โดยมีส่วนประกอบหลัก คือ กระจกขนาดใหญ่มากในอดีต กระจกหลักมักมีความหนามาก เพื่อรักษารูปทรงพื้นผิวที่ถูกต้อง แม้จะมีแรงต่างๆ ที่พยายามทำให้รูปทรงเปลี่ยนไป เช่น ลมและน้ำหนักของกระจกเอง ซึ่งทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดจำกัดอยู่ที่ 5 หรือ 6 เมตร (200 หรือ 230 นิ้ว) เช่นกล้องโทรทรรศน์เฮลของหอดูดาวพาโลมาร์

กล้องโทรทรรศน์รุ่นใหม่ที่สร้างขึ้นตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ใช้กระจกเงาที่บางและเบากว่าแทน เนื่องจากกระจกเหล่านี้บางเกินไป จึงไม่สามารถคงรูปทรงที่ถูกต้องได้อย่างแข็งแรง ดังนั้นจึงมีการติดตั้งชุดตัวขับเคลื่อนไว้ที่ด้านหลังของกระจก ตัวขับเคลื่อนเหล่านี้จะออกแรงกระทำต่อตัวกระจกในรูปแบบต่างๆ เพื่อรักษารูปทรงของพื้นผิวสะท้อนแสงให้ถูกต้องขณะทำการปรับตำแหน่ง นอกจากนี้ กล้องโทรทรรศน์อาจถูกแบ่งออกเป็นกระจกเงาขนาดเล็กหลายชิ้น ซึ่งจะช่วยลดการหย่อนตัวเนื่องจากน้ำหนักที่เกิดขึ้นกับกระจกเงาขนาดใหญ่แบบชิ้นเดียว

การผสมผสานระหว่างตัวกระตุ้น ตัวตรวจจับ คุณภาพของภาพ และคอมพิวเตอร์ที่ใช้ควบคุมตัวกระตุ้นเพื่อให้ได้ภาพที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เรียกว่าระบบออปติกเชิงแอคที

ชื่อ " ระบบเลนส์ แอคทีฟ"หมายความว่าระบบนี้จะรักษากระจก (โดยปกติจะเป็นกระจกหลัก) ให้อยู่ในรูปทรงที่เหมาะสมที่สุดเพื่อต้านทานแรงจากสภาพแวดล้อม เช่น ลม การโก่งงอ การขยายตัวจากความร้อน และการเสียรูปของแกนกล้องโทรทรรศน์ ระบบเลนส์แอคทีฟจะชดเชยแรงที่ทำให้เกิดการบิดเบี้ยวซึ่งเปลี่ยนแปลงค่อนข้างช้า โดยประมาณในระยะเวลาไม่กี่วินาที ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์จึงอยู่นิ่งและอยู่ในรูปทรงที่เหมาะสมที่สุด อย่างมี ประสิทธิภาพ

การเปรียบเทียบกับระบบปรับเลนส์อัตโนมัติ

ไม่ควรสับสนระหว่างระบบเลนส์แอคทีฟกับระบบเลนส์ปรับได้ซึ่งทำงานในระยะเวลาที่สั้นกว่ามากเพื่อชดเชยผลกระทบจากบรรยากาศ แทนที่จะเป็นการเสียรูปของกระจก อิทธิพลที่ระบบเลนส์แอคทีฟชดเชย (อุณหภูมิ แรงโน้มถ่วง) นั้นช้ากว่าโดยเนื้อแท้ (1 Hz) และมีความคลาดเคลื่อนในแอมพลิจูดที่ใหญ่กว่า ในทางกลับกัน ระบบเลนส์ปรับได้จะแก้ไข การบิดเบือน ของบรรยากาศที่ส่งผลต่อภาพที่ความถี่ 100–1000 Hz ( ความถี่ กรีนวูด [ 4 ] ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นและสภาพอากาศ) การแก้ไขเหล่านี้จำเป็นต้องเร็วกว่ามาก แต่ก็มีแอมพลิจูดที่เล็กกว่าด้วย ด้วยเหตุนี้ ระบบเลนส์ปรับได้จึงใช้กระจกแก้ไข ขนาดเล็กกว่า ซึ่งเดิมทีเป็นกระจกแยกต่างหาก ที่ไม่ได้รวมอยู่ในเส้นทางแสงของกล้องโทรทรรศน์ แต่ปัจจุบันนี้อาจเป็น กระจกบาน ที่สอง [ 5 ] [ 6 ]บานที่สาม หรือบานที่สี่[ 7 ]ในกล้องโทรทรรศน์

แอปพลิเคชันอื่นๆ

ระบบเลเซอร์ที่ซับซ้อนและเครื่องวัดการรบกวนของแสงก็สามารถปรับเสถียรภาพได้อย่างแม่นยำเช่นกัน

ลำแสงส่วนเล็ก ๆ จะเล็ดลอดผ่านกระจกปรับทิศทางลำแสง และใช้ไดโอดสี่ควอดแรนต์ในการวัดตำแหน่งของลำแสงเลเซอร์ และอีกตัวหนึ่งที่อยู่ในระนาบโฟกัสหลังเลนส์จะใช้ในการวัดทิศทาง ระบบสามารถเร่งความเร็วหรือลดสัญญาณรบกวนได้โดยใช้ตัวควบคุม PIDสำหรับเลเซอร์แบบพัลส์ ตัวควบคุมควรล็อกไว้ที่อัตราการทำซ้ำ ลำแสงนำร่องแบบต่อเนื่อง (ไม่ใช่แบบพัลส์) สามารถใช้เพื่อให้ได้แบนด์วิดท์การรักษาเสถียรภาพสูงสุด 10 kHz (เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือน ความปั่นป่วนของอากาศ และเสียงรบกวน) สำหรับเลเซอร์ที่มีอัตราการทำซ้ำต่ำ

บางครั้งจำเป็นต้องปรับความยาว ของ อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบ Fabry–Pérot เพื่อให้คลื่นแสงที่มีความยาวคลื่นที่กำหนดผ่านได้ ดังนั้นจึงต้องแยกแสงสะท้อนออกมาโดยใช้ ตัวหมุนฟาราเดย์และตัวกรองโพลาไรซ์การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของความยาวคลื่นตกกระทบที่เกิดจากตัวปรับสัญญาณอะคูสโตออปติกหรือการรบกวนกับรังสีที่เข้ามาเพียงบางส่วน จะให้ข้อมูลว่า Fabry–Pérot ยาวเกินไปหรือสั้นเกินไป

โพรงแสงแบบยาวมีความไวต่อการจัดตำแหน่งกระจกมาก วงจรควบคุมสามารถใช้เพื่อปรับกำลังสูงสุดได้ วิธีหนึ่งคือการหมุนกระจกปลายด้านหนึ่งเล็กน้อย หากการหมุนนี้อยู่รอบตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุด จะไม่เกิดการแกว่งของกำลัง การแกว่งของลำแสงสามารถกำจัดได้โดยใช้กลไกการปรับทิศทางลำแสงที่กล่าวถึงข้างต้น

กำลังมีการศึกษาเกี่ยวกับเลนส์แอคทีฟรังสี เอ็กซ์โดยใช้กระจกสะท้อนแสงตกกระทบเฉียงที่สามารถเปลี่ยนรูปได้ [ 8 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Active_optics&oldid=1305413150 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ออปติกแบบแอคทีฟ

ระบบเลนส์แบบแอคทีฟเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 ซึ่งปรับรูปร่าง กระจกของกล้องโทรทรรศน์เพื่อป้องกันการเสียรูปเนื่องจากอิทธิพลภายนอก.

ในดาราศาสตร์

กล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นแบบสะท้อนแสง โดยมี ส่วนประกอบหลัก คือ กระจก ขนาดใหญ่มากในอดีต กระจกหลักมักมีความหนามาก เพื่อรักษารูปทรงพื้นผิวที่ถูกต้อง แม้จะมีแรงต่างๆ ที่พยายามทำให้รูปทรงเปลี่ยนไป เช่น ลมและน้ำหนักของกระจกเอง...

การเปรียบเทียบกับระบบปรับเลนส์อัตโนมัติ

ไม่ควรสับสนระหว่างระบบเลนส์แอคทีฟกับ ระบบเลนส์ปรับได้ ซึ่งทำงานในระยะเวลาที่สั้นกว่ามากเพื่อชดเชยผลกระทบจากบรรยากาศ แทนที่จะเป็นการเสียรูปของกระจก อิทธิพลที่ระบบเลนส์แอคทีฟชดเชย (อุณหภูมิ แรงโน้มถ่วง) นั้นช้ากว่าโดยเนื้อแท้ (1 Hz)...

แอปพลิเคชันอื่นๆ

ระบบเลเซอร์ที่ซับซ้อนและเครื่องวัดการรบกวนของแสงก็สามารถปรับเสถียรภาพได้อย่างแม่นยำเช่นกัน