Том 30, номер 10, статья № 13

Аннотация:

Показано, что эффективность адаптивной коррекции турбулентных искажений лазерного излучения значительно возрастает, если для управления корректирующим зеркалом используется алгоритм, синтезированный на основе прогноза измерений датчика волнового фронта Шэка–Гартмана. Применение прогнозирующего алгоритма управления позволяет минимизировать ошибку, связанную со временем запаздывания системы. Прогноз воспроизводимой зеркалом поверхности выполняется с помощью анализа фазовых флуктуаций во времени.

Ключевые слова:

датчик волнового фронта Шэка–Гартмана, параметры турбулентности, скорость ветра, алгоритм управления

Список литературы:

1. Лукин В.П. Динамические характеристики адаптивных оптических систем // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 11. С. 1027–1035.
2. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П., Туев М.В. Особенности опережающей коррекции турбулентных искажений по измерениям датчика Шэка–Гартмана // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 11. С. 1042–1047; Аntoshkin L.V., Lаvrinov V.V., Lаvrinovа L.N., Lukin V.P., Тuev М.V. Peculiarities of forestalling correction of the turbulent distortions according to measurements of the Shack–Hartmann sensor // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 3. P. 313–318.
3. Kalman R.E. A new approach to linear filtering and prediction problems // J. Basic Eng. 1960. V. 82, N 1. P. 35–45.
4. Gavel D.T., Wiberg D. Towards Strehl-optimizing adaptive optics controllers // Proc. SPIE. 2003. V. 4839. P. 890–901.
5. Petit C., Conan J.-M., Kulcsar C., Raynaud H.-F., Fusco T., Montri J., Rabaud D. First laboratory demonstration of closed-loop Kalman based optimal control for vibration filtering and simplified MCAO // Proc. SPIE. 2006. V. 6272. P. 62721T.
6. 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.
7. Венедиктов В.Ю., Венедиктов Д.В., Горелая А.В., Дмитриева А.Д., Дмитриев Д.И., Кудряшов А.В., Ловчий И.Л., Цветков А.Д., Шалымов Е.В., Шелдакова Ю.В., Шубенкова Е.В. Исследование распространения и адаптивно-оптической коррекции лазерного пучка на изолированной от внешнего воздействия атмосферной трассе // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 942–948.
8. Киселев В.Ю., Берченко Е.А., Филатов А.С., Коняев П.А., Лавринова Л.Н., Лукин В.П. Имитатор фазовых искажений волнового фронта // Фотоника. 2014. Т. 46, № 4. С. 34–49.
9. Больбасова Л.А., Лукин В.П. Аналитические модели высотной зависимости структурной постоянной показателя преломления турбулентной атмосферы для задач адаптивной оптики // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 918–933.
10. Ягнятинский Д.А., Ляхов Д.М., Боршевников А.Н., Федосеев В.Н. Алгоритм управления адаптивной оптической системой на основе минимизации радиуса фокального пятна // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 949–953; Yagnyatinskiy D.А., Lyakhоv D.М., Bоrshevnikоv А.N., Fеdоseyev 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.
11. Лавринов В.В., Копылов Е.А., Лукин В.П. Разработка эффективных алгоритмов управления адаптивными оптическими системами для астрономических приборов и лазерных оптоэлектронных систем // Сб. трудов V научно-технической конференции ОАО «ГСКБ ”Алмаз-Антей“», Москва, 25–27 сентября 2014 г. М.: Алмаз-Антей, 2014. С. 476–483.
12. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Численный анализ эволюции фазовых флуктуаций светового поля на входной апертуре адаптивной оптической системы // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 926–933.
13. Toselli Introducing the concept of anisotropy of different scales for modeling optical turbulence // J. Opt. Soc. Am. A. 2014. V. 31, N 8. P. 1868–1875.
14. Лукин В.П., Фортес Б.В. Адаптивное формирование пучков и изображений в атмосфере. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 211 с.
15. Антошкин Л.В., Голенева Н.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Метод вычисления поперечных составляющих скорости ветра на входной апертуре адаптивной системы по измерениям датчика волнового фронта Шэка–Гартмана // Автометрия. 2015. T. 51, № 6. С. 63–69.
16. Рукосуев А.Л., Кудряшов А.В., Лылова А.Н., Самаркин В.В., Шелдакова Ю.В. Адаптивная оптическая система для коррекции волнового фронта в реальном времени // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 2. С. 189–195.
17. Богачев В.А., Гаранин С.Г., Стариков Ф.А., Шнягин Р.А. Расчетное моделирование адаптивной фазовой коррекции регулярных, вихревых и некогерентных многомодовых лазерных пучков без датчика волнового фронта // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 934–941; Bоgаchev V.А., Gаrаnin S.G., Stаrikov F.А., Shnyagin R.А. Numerical simulation of sensorless adaptive phase correction of regular, vertical and incoherent multimode laser beams // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 2. P. 191–197.
18. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П. Дифференциальный метод в измерении параметров турбулентности и скорости ветра датчиком волнового фронта // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 1. С. 75–80.
19. 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 // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 10. C. 925–931.
20. Лукин В.П., Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Корольков В.П., Лавринова Л.Н., Насыров Р.К., Полещук А.Г., Черкашин В.В. Датчик Шэка–Гартмана на основе растра низкоапертурных внеосевых дифракционных линз // Автометрия. 2009. Т. 45, № 2. С. 88–98.
21. Копылов Е.А., Лукин В.П. Статистические характеристики биморфного зеркала DM2-100-31 и возможность его применения в адаптивной оптической схеме Большого солнечного вакуумного телескопа // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 12. С. 1111–1113.
22. Sean Ross T. Limitations and applicability of the Maréchal approximation // Appl. Opt. 2009. V. 48, N 10. P. 1812–1818.