CO JE AKTIVNí OPTIKA?

Send

Pro astronomy i fyziky jsou hloubky vesmíru pokladnicí, která nám může poskytnout odpovědi na některé z nejhlubších otázek existence. Pozorování hlubokého vesmíru však představuje svůj podíl výzev, v neposlední řadě vizuální přesnost.

V tomto případě vědci používají to, co je známé jako aktivní optika, aby kompenzovali vnější vlivy. Tato technika byla poprvé vyvinuta v 80. letech a spoléhala na aktivní tvarování zrcadel dalekohledu, aby se zabránilo deformaci. To je nezbytné u dalekohledů o průměru větším než 8 metrů a se segmentovanými zrcadly.

Definice:

Název Aktivní optika označuje systém, který udržuje zrcadlo (obvykle primární) ve svém optimálním tvaru proti všem faktorům prostředí. Tato technika koriguje deformační faktory, jako je gravitace (při různých sklonech dalekohledu), vítr, změny teploty, deformace osy dalekohledu a další.

Adaptivní optika aktivně tvaruje zrcátka dalekohledu, aby nedocházelo k deformacím způsobeným vnějšími vlivy (jako je vítr, teplota a mechanické namáhání), přičemž si dalekohled udržuje aktivní a v optimálním tvaru. Tato technika umožnila konstrukci 8 metrů dalekohledů a segmentů se segmentovanými zrcadly.

Použití v astronomii:

Z historického hlediska musela být zrcadla dalekohledu velmi silná, aby udržovala svůj tvar a zajišťovala přesná pozorování, když procházeli oblohou. To se však brzy stalo nemožným, protože požadavky na velikost a hmotnost byly nepraktické. Nové generace dalekohledů postavených od 80. let se místo toho spoléhaly na velmi tenká zrcadla.

Protože však byly příliš tenké, aby se udržely ve správném tvaru, byly zavedeny dvě metody pro kompenzaci. Jedním z nich bylo použití ovladačů, které by udržovaly zrcátka pevná a v optimálním tvaru, druhým bylo použití malých segmentových zrcadel, která by zabránila většině gravitačních deformací, ke kterým dochází u velkých silných zrcadel.

Tuto techniku používají největší dalekohledy, které byly postaveny v poslední dekádě. To zahrnuje mimo jiné Keckovy dalekohledy (Havaj), nordický optický dalekohled (Kanárské ostrovy), nový technologický dalekohled (Chile) a Telescopio Nazionale Galileo (Kanárské ostrovy).

Další aplikace:

Kromě astronomie se aktivní optika používá i pro řadu dalších účelů. Patří sem laserová nastavení, kde se čočky a zrcadla používají k řízení průběhu zaostřeného paprsku. Interferometry, zařízení, která se používají k vyzařování rušivých elektromagnetických vln, se také spoléhají na aktivní optiku.

Tyto inferometry se používají pro účely astronomie, kvantové mechaniky, jaderné fyziky, optických vláken a dalších oblastí vědeckého výzkumu. Aktivní optika je také zkoumána pro použití v rentgenovém zobrazování, kde by byla použita aktivně deformovatelná zrcadla dopadající pastvy.

Adaptivní optika:

Aktivní optika se nesmí zaměňovat s adaptivní optikou, technikou, která pracuje s mnohem kratším časovým rámcem, aby kompenzovala atmosférické efekty. Vlivy, které aktivní optika kompenzuje (teplota, gravitace), jsou podstatně pomalejší a mají větší aberaci v aberaci.

Na druhé straně Adaptive Optics koriguje atmosférické zkreslení, které ovlivňuje obraz. Tyto opravy musí být mnohem rychlejší, ale také musí mít menší amplitudu. Z tohoto důvodu adaptivní optika používá menší korekční zrcátka (často druhé, třetí nebo čtvrté zrcadlo v dalekohledu).

Napsali jsme mnoho článků o optice pro časopis Space. Tady je Photon Sieve Could Revolutionize Optics, Co Galileo Invent ?, Co Isaac Newton Invent ?, Jaké jsou největší dalekohledy na světě?

Zaznamenali jsme také celou epizodu obsazení Astronomie Cast o adaptivní optice. Poslouchejte zde, Epizoda 89: Adaptivní optika, Episode 133: Optical Astronomy a Episode 380: The Limits of Optics.

Zdroje: