兼具开环与闭环的液晶自适应光学系统

摘要

本发明属于自适应光学领域，是一种在开环自适应校正与闭环自适应校正功能之间能够进行切换的液晶自适应光学系统，涉及液晶校正器、波前探测器、波片和PBS分束器等光学元件的组合。提出了一种操作简单、装调难度低，稳定性能好的开环液晶自适应光学系统，且兼容闭环自适应校正模式。系统采用PBS偏振分束器替代普通偏振片，使液晶自适应光学系统的能量利用效率很高；由于PBS设置于液晶校正器之后进行偏振分束，并与旋光机构相结合，使得探测校正器的响应矩阵时无需旋转PBS，避免了由于这一动作造成的光轴复位误差。另外系统可以切换为闭环自适应校正光学系统，可以在闭环模式下定量检测系统的校正性能，为装调开环液晶自适应系统提供了便利条件。

主权项

一种兼具开环与闭环自适应校正模式的液晶自适应光学系统，其特征是：主光学系统由第一透镜(1)、快速振镜(2)、第二透镜(3)、第三透镜(4)、液晶校正器(5)、薄型反射镜(6)、第四透镜(7)、PBS分束器(8)、第五透镜(9)、成像CCD(10)、波前探测器(11)组成；快速振镜(2)位于第一透镜(1)和第二透镜(3)之间，其法线与第一透镜的光轴成45度配置；第三透镜(4)位于第二透镜(3)的焦点和液晶校正器(5)之间，第二透镜(3)与第三透镜(4)光轴平行，相距4mm～6mm；薄型反射镜(6)位于第三透镜(4)和第四透镜(7)之间，其法线分别与第三透镜(4)和第四透镜(7)的光轴成45度配置，且三者在同一平面上；PBS分束器(8)位于第四透镜(7)和波前探测器(11)之间；第五透镜(9)位于PBS分束器(8)和成像CCD(10)之间；快速振镜(2)、液晶校正器(5)、成像CCD(10)和波前探测器(11)均与存有自适应控制软件的计算机相连结，形成开环自适应校正模式系统；开环自适应校正模式中响应矩阵的测量光路，是将λ/2波片(14)插入主光学系统，放置于第四透镜(7)和PBS分束器(8)之间，且λ/2波片(14)的晶轴与液晶校正器(5)中液晶的取向方向成45度角；点光源(15)放置于第一透镜(1)的前焦点处；响应矩阵测量后，将λ/2波片(14)和点光源(15)撤离光路，开始开环自适应校正模式的工作；其中λ为点光源(15)的中心发光波长；当系统切入闭环自适应校正模式时：须在主光学系统中将偏振片(13)插入第一透镜(1)与快速振镜(2)之间，且偏振片(13)的透光轴与液晶校正器(5)中的液晶取向方向平行；再将λ/4波片(12)插入第四透镜(7)和PBS分束器(8)之间，且λ/4波片(12)的晶轴与液晶校正器(5)中的液晶取向方向成45度角；点光源(15)放置于第一透镜(1)的前焦点处，系统即可在闭环自适应校正模式下工作。