Presentacin de PowerPoint

1
Aplicación de la Diferenciación Óptica al sensado
de frentes de onda
Grupo de Óptica Dpto. de Física
Aplicada Universidad de Cantabria www.optica.unica
n.es
2
Trabajo desarrollado dentro del Proyecto AYA
200-1565-c02-01
Apoyado por GRANTECAN
3
Introducción
Introducción
Diferenciación óptica
Sensor de pendientes Filtro amplitud
Sensor de pendientes Filtro fase
Sensor de curvatura Filtro fase
Ejemplo de sensado
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Optica Adaptativa Extrema
Grandes telescopios
Necesidad de muestreo elevado del frente de
onda Para compensar un número elevado de modos
5
Detección exoplanetas Necesidad de compensar
104 modos
6
Hartmann-Shack alta resolución
Ribak
Bajo rango dinámico

• Disminución tamaño microlente Aumento PSF

• Disminución tamaño microlente Disminución area
  detección

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Introducción
Diferenciación óptica
Diferenciación óptica
Diferenciación óptica
Sensor de pendientes Filtro amplitud
Sensor de pendientes Filtro fase
Sensor de curvatura Filtro fase
Ejemplo de sensado
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Transformada de Fourier
9
Transformada de Fourier
Frente de onda
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Diferenciación óptica
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Introducción
Diferenciación óptica
Sensor de pendientes Filtro amplitud
Sensor de pendientes Filtro amplitud
Sensor de pendientes Filtro fase
Sensor de curvatura Filtro fase
Ejemplo de sensado
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Implementación óptica
Plano de filtrado
CCD
L1
L2
Filtro

• Se necesita un filtro para cada dirección

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Signo de la derivada
Filtro 2??ub a
Cálculo de la pendiente
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Filtro

• Pérdida de energía por absorción
• Diferentes umbrales y pendientes

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Efecto del umbral
16
Efecto de la pendiente
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Reconstrucción del frente de onda
SVD Estimador de mínimos cuadrados
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Características del sensor

• Funciona con fuentes policromáticas y extensas

• Resolución tan alta como el CCD empleado

• Rango dinámico controlado por la pendiente 1/b

• SNR 2 lt?gt N1/2 b

19
Comparación con el Hartmann-Shack
20
Comparación con el Hartmann-Shack
H-S sensor with 80 sampling areas (dashed-dot
curve). OD sensor with 80 sampling areas (solid
line). OD sensor with 112 sampling areas(dotted
line). OD sensor with 177 sampling areas
(long-dashed line).
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Comparación con el Hartmann-Shack
H-S 112
OD 112
OD 177
H-S with 112 areas, 95 modes(dotted-dashed
curve). OD sensor with 112 areas, 95
modes(dashed curve). OD sensor with 177 areas,
95 modes(dotted curve). OD sensor with 177
areas, 120 modes (solid curve). The masks
parameters are a 0.5 and b 0.01 D/2.
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Introducción
Diferenciación óptica
Sensor de pendientes Filtro amplitud
Sensor de pendientes Filtro fase
Sensor de pendientes Filtro fase
Sensor de curvatura Filtro fase
Ejemplo de sensado
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Sensor con filtro de fase
Filtro e i(2??ub a)
Filtro de fase
CCD
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Cálculo de la pendiente
Filtro e i(2??ub a)
Cálculo de la pendiente
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Características del sensor

• Funciona con fuentes policromáticas (?) y
  extensas

• Resolución tan alta como el CCD empleado

• Rango dinámico 1/b

• SNR 2 2½ lt ? gt N½ b

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Introducción
Diferenciación óptica
Sensor de pendientes Filtro amplitud
Sensor de pendientes Filtro fase
Sensor de curvatura Filtro fase
Sensor de curvatura Filtro fase
Ejemplo de sensado
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Sensor de curvatura con filtro de fase
28
Cálculo de la curvatura
Cálculo de la curvatura
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Características del sensor

• Funciona con fuentes policromáticas (?) y
  extensas

• Resolución tan alta como el CCD empleado

• Rango dinámico 2/b2

• SNR 2lt ? gt N½ b2

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Introducción
Diferenciación óptica
Sensor de pendientes Filtro amplitud
Sensor de pendientes Filtro fase
Sensor de curvatura Filtro fase
Ejemplo de sensado
Ejemplo de sensado
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Sensado de pendientes
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Diferencia pend. OD-pend. teórica
Frente de onda
Derivada según x
Diferencia entre pendientes
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Compensación usando el sensor OD
Frente de onda incidente
Frente de onda compensado
Derivada según x