集成式自適應光學實驗及演示系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及自適應光學系統技術領域，具體涉及一種集成式自適應光學實驗及演示系統。
【背景技術】
[0002]自適應光學是一種實時探測并校正波前畸變、提高自適應光學系統成像分辨率的技術。目前自適應光學系統在天文觀測、激光束整形、激光通信、人眼視網膜成像、太陽觀測、激光慣性約束核聚變等領域具有廣泛的應用。自適應光學系統通常包含三個主要部分:波前探測器1、波前控制器8和波前校正器2。波前探測器I實時探測波前畸變，波前控制器8根據波前探測器I測量的結果進行波前重構計算和波前控制計算，波前校正器2根據波前控制器8的輸出對波前畸變進行校正。現有的自適應光學系統大多都存在著應用領域限定、指標要求$父尚、成本$父尚、可擴展性不佳等缺點。
【實用新型內容】
[0003]為了解決現有自適應光學系統存在的應用領域限定、指標要求高、成本高、可擴展性不佳的問題，本實用新型提供一種集成式自適應光學實驗及演示系統，具有靈活易改造的特點。
[0004]本實用新型為解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0005]本實用新型的集成式自適應光學實驗及演示系統，包括波前探測器、波前校正器、波前控制器、模擬目標、成像相機、第一準直透鏡、第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡和第二準直透鏡；
[0006]所述波前控制器包括:分別與波前探測器和成像相機通過USB接口相連的便攜式計算機；安裝在便攜式計算機中的操控軟件，用于系統標定、像差校正、模擬有像差的點擴散函數和數據保存；與便攜式計算機通過USB接口相連的D/A卡；分別與D/A卡和波前校正器相連的高壓放大器；
[0007]所述模擬目標發出的光線依次經第一分光鏡透射、第二分光鏡反射、第三分光鏡反射、第二準直透鏡準直后入射至波前校正器上，準直光再依次經波前校正器反射、第三分光鏡反射至第二分光鏡上，所述第二分光鏡對一部分入射光透射，對另一部分入射光反射:經第二分光鏡透射的光線經第一準直透鏡準直后入射至波前探測器中，所述波前探測器對波前畸變進行實時探測并輸出波前探測圖像給便攜式計算機，通過便攜式計算機中的操控軟件進行波前重構計算和波前控制計算，計算結果依次通過D/A卡的數模轉換、高壓放大器的高壓放大作用后輸出電壓放大信號，利用電壓放大信號驅動波前校正器對波前畸變進行校正；經第二分光鏡反射的光線經第一分光鏡反射后入射至成像相機中進行成像，所述便攜式計算機從成像相機中獲取圖像并對其進行監測。
[0008]進一步的，還包括湍流模擬裝置，所述湍流模擬裝置安裝在模擬目標、第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第二準直透鏡、波前校正器形成的光路中；所述瑞流模擬裝置采用安裝有相位屏的旋轉平臺，通過相位屏模擬湍流。
[0009]進一步的，所述波前探測器、波前校正器、模擬目標、成像相機、第一準直透鏡、第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第二準直透鏡和瑞流模擬裝置都安裝在一個裝有光學平板的透明展覽箱中。
[0010]進一步的，所述波前探測器采用Shack-Hartmann探測器。
[0011 ] 進一步的，所述波前校正器采用壓電促動器變形鏡。
[0012]進一步的，所述模擬目標采用一個單模激光點光源和一個白光光纖束。
[0013]進一步的，所述成像相機采用USB接口工業級的CMOS相機。
[0014]進一步的，所述第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第一準直透鏡和第二準直透鏡均采用標準件。
[0015]進一步的，所述高壓放大器集成在便攜機箱中。
[0016]進一步的，根據波前校正器的通道數設置高壓放大器的模塊數。
[0017]本實用新型的有益效果是:
[0018]1、本實用新型通過提供一種集成式的光學系統，采用模塊化設計，靈活易改造，接口方便，適合作為自適應光學教學實驗及演示使用。
[0019]2、本實用新型中的高壓放大器采用模塊化設計，可以根據設計需要以及波前校正器的通道數擴展高壓放大器的模塊數；本實用新型中的高壓放大器集成在便攜機箱中，方便放置和運輸。
[0020]3、本實用新型中的光機組件即第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡、第一準直透鏡和第二準直透鏡都采用標準件，方便安裝和更換。
[0021]4、本實用新型中的波前探測器、成像相機、便攜式計算機和D/A卡的接口均為USB接口，可以根據需要連接不同的計算機，接口連接方便。
[0022]5、本實用新型中的波前探測器、波前校正器、模擬目標、成像相機、光機組件和湍流模擬裝置都安裝在一個裝有光學平板的透明展覽箱中，方便安裝和演示。
[0023]6、本實用新型中在便攜式計算機中安裝有操控軟件，采用操控軟件實現集成式自適應光學實驗及演示系統標定和波前控制等功能。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的集成式自適應光學實驗及演示系統的結構示意圖。
[0025]圖2為波前控制器的結構示意圖。
[0026]圖中:1、波前探測器，2、波前校正器，3、模擬目標，4、成像相機，5、便攜式計算機，
6、D/A卡，7、高壓放大器，8、波前控制器，9、第一準直透鏡，10、第一分光鏡，11、第二分光鏡，12、第三分光鏡，13、第二準直透鏡。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0028]如圖1所示，本實用新型的集成式自適應光學實驗及演示系統，主要包括波前探測器1、波前校正器2、模擬目標3、成像相機4、波前控制器8、光機組件和湍流模擬裝置。波前探測器1、波前校正器2、模擬目標3、成像相機4、光機組件和湍流模擬裝置都安裝在一個裝有光學平板的透明展覽箱中，安裝和演示方便。
[0029]如圖1所不，光機組件主要由第一分光鏡10、第二分光鏡11、第三分光鏡12、第一準直透鏡9和第二準直透鏡13組成。
[0030]如圖2所示，波前控制器8主要由便攜式計算機5、D/A卡6和高壓放大器7組成。便攜式計算機5與波前探測器I通過USB接口相連接，便攜式計算機5與成像相機4通過USB接口相連接，便攜式計算機5與D/A卡6通過USB接口相連接。D/A卡6與高壓放大器7通過26芯扁平線相連接。高壓放大器7與波前校正器2通過20芯扁平線相連接。便攜式計算機5中安裝了集成式自適應光學實驗及演示系統的操控軟件，該操控軟件具有系統標定、像差校正、模擬有像差的點擴散函數、數據保存等功能。根據系統的單元數將高壓放大器7集成在便攜機箱中，例如標準2U機箱。
[0031]本實用新型的集成式自適應光學實驗及演示系統的具體操作過程為:在便攜式計算機5上運行操控軟件，開啟模擬目標3，模擬目標3發出的光線入射至第一分光鏡10上，入射光依次經第一分光鏡1