ЛАБОРАТОРНАЯ МОДЕЛЬ АДАПТИВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ГЕНЕРАТОР АТМОСФЕРНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ И СИСТЕМУ КОРРЕКЦИИ СОЗДАННЫХ ФАЗОВЫХ ФЛУКТУАЦИЙ

Атмосферная турбулентность вызывает искажения волнового фронта распространяющегося оптического излучения. Это приводит к ухудшению разрешения изображений в астрономических телескопах и значительно снижает плотность мощности излучения на цели при фокусировке. Влияние турбулентных флуктуаций на волновой фронт можно исследовать в лабораторных условиях с использованием деформируемого зеркалa в качестве генератора турбулентности, а в качестве измерителя искажений волнового фронта — датчика волнового фронта. Мы разработали программный симулятор и экспериментальную установку для генерации фазовых флуктуаций атмосферной турбулентности, а также адаптивную оптическую систему для компенсации вызванных ими аберраций. Обе системы используют биморфные деформируемых зеркала диаметром 60 мм с 92 каналами управления и два корректора наклона. Волновой фронт измеряется с помощью высокоскоростного датчика волнового фронта Шака–Гартмана на базе промышленной CMOS-камеры. Система достигла частоты коррекции 500 Гц, при этом амплитуда аберраций снизилась с 2.6 мкм до 0.3 мкм в процессе коррекции. Применение корректора наклона позволило уменьшить диапазон дрожания центроида фокального пятна в 2–3 раза. Atmospheric turbulence causes distortions in the wavefront of propagating optical radiation. This leads to a degradation of image resolution in astronomical telescopes and significantly reduces the power density of radiation on the target when focusing. The influence of turbulent fluctuations on the wavefront can be studied in laboratory conditions using a deformable mirror as a phase fluctuations generator and a wavefront sensor as a distortion measurer. We have developed a software simulator and an experimental setup forgenerating atmospheric turbulence phase fluctuations, as well as an adaptive optical system to compensate for the induced aberrations. Both systems use 60-mm diameter bimorph deformable mirrors with 92 control channels and two tip-tilt correctors. The wavefront is measured using a high-speed Shack-Hartmann wavefront sensor based on an industrial CMOS camera. The system achieved a correction frequency of 600 Hz, reducing the aberration amplitude from 2.6 μm to 0.3 μm during the correction process. Theapplication of the tip-tilt corrector reduced the range of focal spot centroid jitter by a factor of 2–3.