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Modelo de formación de imágenes a través de pantallas de fase compensadas

Modelo de formación de imágenes a través de pantallas de fase compensadas. Manuel Pérez Cagigal. LARGA EXPOSICION. CORTA EXPOSICION. Distorsión atmosférica. Compensación parcial. La resolución de un telescopio astronómico está limitada por :.  Errores de diseño y manufactura

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Modelo de formación de imágenes a través de pantallas de fase compensadas

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Presentation Transcript

  1. Modelo de formación de imágenes a través de pantallas de fase compensadas Manuel Pérez Cagigal

  2. LARGA EXPOSICION CORTA EXPOSICION Distorsión atmosférica Compensación parcial

  3. La resolución de un telescopio astronómico está limitada por :  Errores de diseño y manufactura  Límite difraccional  Distorsiones introducidas por la atmósfera

  4. Optica Adaptativa DETECTOR

  5. Optica Adaptativa SFO DETECTOR

  6. Modelo del proceso de formación de imágenes • Extracción de información sobre la imagen y sobre el sistema atmósfera-compensador OBJETIVOS: • Descripción del frente de onda distorsionado y compensado

  7. Modelo de pantalla de fase - Estadística de fase - Función de estructura - Longitud de correlación - Parámetro Generalizado de Fried Formación de imágenes Descripción de la imagen Aplicaciones I - Caso no-Gauss. - Efectoenisopl. Aplicaciones II - Calibrado de sistemas - Detección exoplanetas Aplicaciones III - Ojo humano

  8. Parámetro de Fried generalizado r0 Diámetro del telescopio Frente de onda corregido ATMOSFERA+ COMPENSACION = PANTALLA FASE

  9. TF Modelo de pantalla de fase 1 - Las fases en cada punto es independiente de las de otros puntos 2 - La fase en cada punto sigue una distribución Gaussiana con una varianza igual a la varianza media sobre el frente de onda: Dj.

  10. Varianza de la fase Descomposición en polinomios de Zernike : Compensar es hacer ai= 0 para algún valor de i

  11. 2Dj 2Dj´ (r/r0)5/3 lc´ lc Función de estructura (r/r0)5/3

  12. Longitud de correlación lc no depende de las condiciones atmosféricas

  13. Modelo de pantalla de fase - Estadística de fase - Función de estructura - Longitud de correlación - Parámetro Generalizado de Fried Formación de imágenes Descripción de la imagen Aplicaciones I - Caso no-Gauss. - Efectoenisopl. Aplicaciones II - Calibrado de sistemas - Detección exoplanetas Aplicaciones III - Ojo humano

  14. Frente de onda Plano imagen Formación de imágenes Amplitud del C.E.: Suma de un gran número de contribuciones elementales.

  15. Probabilidad conjunta de Ar, Ai Aplicando el teorema del límite central: Donde:

  16. 1FDP de la intensidad De p(Ar,Ai) : (Speckle statistics in partially corrected wavefronts. Cagigal, Canales. OL 1998)

  17. 2s2: energía en el halo a2: energía coherente Distribución de Rice Aproximación de P(I): Se igualan medias y varianzas (Rician distribution to describe speckle statistics in adaptive optics. Canales, Cagigal. AO 1999)

  18. 2 Distribución de fotones La distribución de fotones es la transformada de Poissón de P(I): (Photon statistics in compensated wavefronts. Canales, Cagigal. JOSA 1999)

  19. 3Cociente de Strehl, SR Cociente de Strehl según modelo pantalla de fase: Cociente de Strehl según modelo de halo:

  20. 1. Número de celdas r0 = diámetro de la celda Alta compensación Baja compensación (r0/D)2 exp(-Dj) 2. SR Comparación entre SR Comparando ambas expresiones del SR:

  21. 4SNR

  22. 5Simulación por computador Simulación pantallas de fase compensadas según N. Roddier.

  23. ESTADISTICA DE INTENSIDAD ESTADISTICA DE FOTONES ESTADÍSTICA DE LA FASE ANALISIS DE LA PSF SNR

  24. F. de O. CORREGIDO PC PROYECTOR LASER CCD P1 LCD P2 TELESCOPIO 6Experimento

  25. Imágenes

  26. IIInterferómetro de nulo

  27. Interferómetro de nulo (Exoplanet detection using a nulling interferometer. Cagigal, Canales, Opt. Exp 2001)

  28. Frente de onda ocular III Caracterización del ojo

  29. Función de estructura Función de estructura -Independiente del diámetro del diafragma -Dependiente de la compensación

  30. Futuro • Estadísticas de segundo y tercer orden en imágenes compensadas • Sensores de alta resolución • Sensores de desenfoque en el ojo

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