Atmosfären är aldrig helt stilla. Temperaturskillnader och variationer i lufttäthet får ljuset att böjas och spridas på vägen från källa till mottagare, vilket försämrar bildkvaliteten i teleskop och degraderar signalen i optiska kommunikationssystem. Tre huvudsakliga metoder används för att motverka dessa problem: adaptiv optik, atmosfärisk dispersionskorrigering och rumslig filtrering.
Adaptiv optik räknas allmänt som den mest effektiva tekniken för att minska atmosfärisk distorsion. Systemet mäter kontinuerligt hur ljusets vågfront har deformeras av turbulensen, vanligtvis med en vågfrontssensor, och kompenserar sedan i realtid med hjälp av en deformabel spegel. Dessa speglar kan ha hundratals eller till och med tusentals små aktuatorer som justerar spegelytan tusentals gånger per sekund.
Resultatet är att ljusvågorna återställs till sin ursprungliga form innan de når sensorn eller kameran. Inom astronomin har adaptiv optik gjort det möjligt för markbaserade teleskop att uppnå nästan lika skarpa bilder som rymdteleskop. Utan denna teknik blir stjärnbilder suddiga och detaljer på planeter går förlorade.
Dispersion är en annan typ av atmosfärisk störning. Eftersom luftens brytningsindex varierar med våglängden splittras ljuset i sina färgkomponenter, vilket är extra påtagligt när man observerar objekt nära horisonten. En dispersionskorrektor består oftast av två roterbara prismor som vinklas mot varandra för att exakt motsätta sig atmosfärens fargeffekt. Detta är särskilt viktigt vid planetfotografering och spektroskopi, där felfärgning annars kan förstöra mätdata.
Inom frioptisk kommunikation och laserbaserade system används rumslig filtrering för att rena signalen. Metoden utnyttjar ofta en enkellägesglasfiber eller en rumslig filterplugg som endast släpper igenom strålens grundläge och undertrycker högre ordningar som har störts av turbulensen. Detta minskar signalförluster och flimmer, men kan inte återställa information som redan gått förlorad.
Svaret beror på tillämpningen. För astronomisk bildtagning och högpresterande lasersystem ger adaptiv optik klart störst förbättring, eftersom den aktivt kompenserar för turbulensen i realtid. Dispersionskorrigering är ovärderlig när färgseparation är problemet, medan rumslig filtrering är ett kostnadseffektivt alternativ för kommunikationssystem. I många moderna system kombineras flera tekniker för att uppnå bästa möjliga bildkvalitet och signalintegritet.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online