Vol. 31, issue 07, article # 11

Abstract:

The temporal resolution of an adaptive optics system depends on the dynamic characteristics of the flexible mirror and on the way the mirror is affected at the stress points. When constructing a prediction of optical signal distortion, both of these factors must be taken into account for effective mirror control. The results the study of the dynamic properties of the adaptive optics system as functions of the temporal transformation of the mirror stresses are presented.

Keywords:

adaptive optics system, phase fluctuations of the light field, deformable mirror, control voltages

References:

1. Tatarskij V.I. Rasprostranenie voln v turbulentnoj atmosfere. M.: Nauka, 1967. 548 p.
2. Zuev V.E., Lukin V.P. Dinamicheskie harakteristiki opticheskih adaptivnyh sistem // Appl. Opt. 1987. V. 26. P. 139–144.
3. Aitken G.J.M., Rossille D., McGaughey D.R. Pre-dictability of fractional Brownian motion wave-front distortions and some implications for closed-loop adaptive optics control // Proc. SPIE. 1998. V. 3353. P. 1060–1069.
4. McGuire P.C., Rhoadarmer T.A., Coy H.A., Angel J.R., Lloyd-Hart M. Linear zonal atmospheric prediction for adaptive optics // Proc. SPIE. 2000. V. 4007. P. 682–691.
5. Sivo G., Juvénal R., Kulcsár C., Garrel V., Gigoux P., Raynaud H.-F., Marin E., Conan J.-M., Petit C., Rambold W., Montes V., Moreno C., Donahue J., Carrasco R., van Dam M., Neichel B., Leboulleux L., Trujillo C. Real-time implementation of an LQG tip-tilt controller for regular science observation on GeMS // Proc. SPIE. 2016. V. 9909. P. 99094Y.
6. Lavrinov V.V., Kopylov E.A., Lukin V.P. Razrabotka effektivnyh algoritmov upravleniya adaptivnymi opticheskimi sistemami dlya astronomicheskih priborov i lazernyh optoelektronnyh sistem // Sb. tr. V nauch.-tekhn. konf. OAO «GSKB “Almaz-Antej”». 25–27 september, 2014. Moskva. P. 476–483.
7. Lavrinov V.V. Statistically optimal control algorithm for the adaptive optics system // Abstr. Int. Conf. “Laser Opt. 2016”. 27 June – 1 July, 2016. St. Petersburg, Russia. IEEE, 2016. P. R4–22.
8. Johnson L.C., Gavel D.T., Wiberg D.M. Bulk wind estimation and prediction for adaptive optics control systems // J. Opt. Soc. Am. A. 2011. V. 28, N 8. P. 1566–1577.
9. Antoshkin L.V., Lavrinov V.V., Lavrinova L.N., Lukin V.P. Differentsial'nyj metod v izmerenii parametrov turbulentnosti i skorosti vetra datchikom volnovogo fronta // Optika atmosf. i okeana. 2008. V. 21, N 1. P. 75–80.
10. Antoshkin L.V., Kopylov E.A., Lavrinov V.V., Lavrinova L.N. Analiz dinamicheskih harakteristik volnovogo fronta iz izmerenij datchika SHaka–Gartmana // Izv. vuzov. Fiz. 2010. V. 53, N 9/3. P. 116–118.
11. Lavrinov V.V. Dinamicheskoe upravlenie adaptivno-opticheskoj korrektsiej turbulentnyh iskazhenij lazernogo izlucheniya // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 10. P. 893–901.
12. Bol'basova L.A., Lukin V.P. Analiticheskie modeli vysotnoj zavisimosti strukturnoj postoyannoj pokazatelya prelomleniya turbulentnoj atmosfery dlya zadach adaptivnoj optiki // Optika atmosf. i okeana. 2016. V. 29, N 11. P. 918–933.
13. Antoshkin L.V., Lavrinov V.V., Lavrinova L.N. Chislennyj analiz evolyutsii fazovyh fluktuatsij svetovogo polya na vhodnoj aperture adaptivnoj opticheskoj sistemy // Optika atmosf. i okeana. 2016. V. 29, N 11. P. 926–933.
14. Yagnyatinskij D.A., Lyahov D.M., Borshevnikov A.N., Fedoseev V.N. Algoritm upravleniya adaptivnoj opticheskoj sistemoj na osnove minimizatsii radiusa fokal'nogo pyatna // Optika atmosf. i okeana. 2016. V. 29, N 11. P. 949–953; Yagnyatinsky D.A., Lyakhov D.M., Borshevnikov A.N., Fedoseyev V.N. A control algorithm for an adaptive optics system based on the focal spot radius minimization // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 2. P. 198–202.
15. Sobolev A.S., CHerezova T.Yu., Kudryashov A.V. Analiticheskaya i chislennaya modeli gibkogo bimorfnogo zerkala // Optika atmosf. i okeana. 2005. V. 18, N 3. P. 277–281.
16. Lukin V.P., Fortes B.V. Adaptivnoe formirovanie puchkov i izobrazhenij v atmosfere. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 1999. 211 p.
17. Lavrinova L.N., Lukin V.P. Adaptivnaya korrektsiya teplovyh i turbulentnyh iskazhenij lazernogo izlucheniya deformiruemym zerkalom. Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2008. 152 p.
18. Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Туев М.В. Численное исследование алгоритма вычисления напряжений, выполняющих управление гибким зеркалом, в зависимости от представления информации о волновом фронте // Optika atmosf. i okeana. 2014. V. 27, N 10. P. 925–931.
19. Marakasov D.A., Rychkov D.S. Raschet izgiba krugloj tonkoj plastiny s zashchemlennym kraem // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 10. P. 863–867.
20. Kopylov E.A., Lukin V.P. Statisticheskie harakteristiki bimorfnogo zerkala DM2-100-31 i vozmozhnost' ego primeneniya v adaptivnoj opticheskoj skheme Bol'shogo solnechnogo vakuumnogo teleskopa // Optika atmosf. i okeana. 2010. V. 23, N 12. P. 1111–1113.
21. Rukosuev A.L., Kudryashov A.V., Lylova A.N., Samarkin V.V., Sheldakova Yu.V. Adaptivnaya opticheskaya sistema dlya korrektsii volnovogo fronta v real'nom vremeni // Optika atmosf. i okeana. 2015. V. 28, N 2. P. 189–195; Rukosuev A.L., Kudryashov A.V., Lylova A.N., Samarkin V.V., Sheldakova Yu.V. Adaptive optics system for real-time wavefront correction // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 4. P. 381–386.
22. Kudryashov A.V., Tihomirov V.A., Shmal'gauzen V.I. Dinamicheskie funktsii otklika bimorfnogo zerkala // Optika atmosf. i okeana. 1988. V. 1, N 3. P. 61–65.
23. Shanin O.I. Adaptivnye opticheskie sistemy korrektsii naklonov. Rezonansnaya adaptivnaya optika. M.: Tekhnosfera, 2013. 296 p.