Mobiles adaptiv-optisches System
Hochauflösende Teleskopsysteme benötigen neben exzellenten Abbildungseigenschaften auch eine möglichst große Eintrittspupille, um die beugungsbedingte Auflösung zu verbessern. Durch Wind, Luftdruck- und Temperaturunterschiede entstehen Turbulenzen im Strahlengang, die den Brechungsindex über den Strahlquerschnitt zeitlich und räumlich variieren lassen. Daraus resultiert eine Verbreiterung des minimal möglichen Beugungsflecks, was zu einem Verlust an Bilddetails führt. Adaptive Optik kann diese Einschränkungen aufheben.
Ein mobiler Demonstrationsaufbau wurde mit dem Hintergrund entwickelt, den Prinzipnachweis der Kompensation von lokaler Turbulenz zu führen. In diesem System werden ein schneller Shack-Hartmann Wellenfrontsensor (Bandbreite 1 kHz, 16 x 16 Mikrolinsenarray) und ein adaptiver Membranspiegel mit 52 Aktuatoren verwendet. Mit diesem System konnte die Kompensation lokaler Turbulenz erfolgreich demonstriert werden.
Es zeigte sich jedoch, dass die Kompensation von volumenverteilter Turbulenz auf der Laserfreistrahlstrecke weit weniger gut gelang. Dies liegt an den hohen Anforderungen an die räumliche Auflösung bzw. die Bandbreite des Wellenfrontsensors und des adaptiven Spiegels. Gleichzeitig begrenzt der isoplanatische Winkel den effektiv nutzbaren Bildbereich. Multikonjugierte adaptive optische Verfahren oder iterative Optimierungsalgorithmen bieten einen neuen Ansatz, um diese Anforderungen zukünftig besser erfüllen zu können. Eine vollständige Kompensation der volumenverteilten Turbulenz ist mit den heutigen Ansätzen jedoch nicht möglich.