Adaptive Optik

Oskar von der Lühe, Thomas Berkefeld

Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysikund

Fakultät für Physik, Albert-Ludwig - Universität

Freiburg i. Br.

ADONIS, K Band (ESO)

SS 2004 Adaptive Optik 2

Empfohlene Literatur• Jack D. Gaskill Linear Systems, Fourier Transforms, and

Optics

John Wiley & Sons (1978)

• Robert K. Tyson, Principles of Adaptive Optics, Academic Press (1991 1. Aufl., 1998, 2. Aufl.)

• John W. Hardy, Adaptive Optics for Astronomical Telescopes,Oxford Series in Optical and Image Science,

Oxford Univ. Press (1998)• Francois Roddier (Ed.), Adaptive Optics in Astronomy,

Cambridge University Press (1999)

• Diverse Dissertationen zum Thema

Alle Bücher sind am Kiepenheuer-Institut vorhanden.

SS 2004 Adaptive Optik 3

Übersicht

• Einleitung

• Bildentstehung und Bildstörungen

• Systemelemente einer Adaptiven Optik – Wellenfront-Sensoren

– Korrektoren

– Kontrollsysteme

– Künstliche „Leitsterne“

• Systemleistung und Analyse

• Anwendungen

SS 2004 Adaptive Optik 4

Historische Entwicklung• Archimedes & Römische Flotte (AD-215)

• 1950er: Ursprung der Idee in der Astronomischen Szene in den USA und der Sowietunion

– H. W. Babcock (1953) Korrektursystem

– V. P. Linnik (1957) Künstl. Leitsterne

• Ende 1960er: Erste Kontrollsysteme für Laser-Projektion durch Weiterentwicklung des Konzepts des phasengesteuerten Radars

• 1970er: Erste abbildende Systeme

• 1980er: Komplexe Systeme für Großteleskope (1.5m) zur Untersuchung von Satelliten im militärischen Bereich (AMOS, CIS)

• Ende 1980er: Europäische Entwicklung von AO für die Astronomie

• 1991: US Air Force gibt Information über bislang geheime Entwicklungen frei

SS 2004 Adaptive Optik 5

Historische Entwicklung II• 1990er: Ca. 20 Gruppen in den USA und Europa entwickeln AO für

astronomische Teleskope

• 1993: Erster Test von ADONIS am 3.6m-Teleskop der ESO auf La Silla. ADONIS wird die erste user facility AO an einem astronomi-schen Teleskop

• 1994: AO-System der Universität Hawaii am 3.6m CFHT auf Mauna Kea. Das System wird 1996 erweitert (Hokupa‘a)

• 1997: Inbetriebnahme eines AO-Systems am Keck II

• 1999: Erste AO für Sonnenbeobachtung am NSO

• 2000: Inbetriebnahme eines AO-Systems am Keck I

SS 2004 Adaptive Optik 6

SS 2004 Adaptive Optik 7

Kompensation einer Laserquelle

SS 2004 Adaptive Optik 8

Einige Bilder eines Sterns, mit offenem und geschlossenenen Regelkreis.

Adaptive Optik ADONIS, ESO, 3.6m Teleskop La Silla

SS 2004 Adaptive Optik 9

Saturn-Mond Titan

ADONIS, 3.6 m (links), HST (rechts)

SS 2004 Adaptive Optik 10

Pluto und Charon

SS 2004 Adaptive Optik 11

Staubscheibe um Stern

SS 2004 Adaptive Optik 12

Entwickelter Stern (Frosty Leo)

UH AO &

CFHT

SS 2004 Adaptive Optik 13

Junger Stern (HL Tauri)

UH AO &

CFHT

SS 2004 Adaptive Optik 14

Entwickelter Stern (red rectangle)

UH AO &

CFHT

SS 2004 Adaptive Optik 15

Planetarischer Nebel (Saturnnebel)

SS 2004 Adaptive Optik 16

Test der Keck I - AO

SS 2004 Adaptive Optik 17

Doppelstern - Keck II

SS 2004 Adaptive Optik 18

Starburst-Galaxie (Keck II)

SS 2004 Adaptive Optik 19

SS 2004 Adaptive Optik 20

SS 2004 Adaptive Optik 21

QSO und Muttergalaxie (Keck)

SS 2004 Adaptive Optik 22

Laser zur Erzeugung eines künstlichen Leitsterns für den Wellenfrontsensor. Resonanz in der Na D Linie bei 589 nm durch neutrales Natrium in der Erdatmosphäre bei 85km Höhe.

SS 2004 Adaptive Optik 23

Adaptive Optik für die Sonnenbeobachtung

High Order AO des National Solar Observatory, USA.

Roter Kreis: „lock point“ des WFS

SS 2004 Adaptive Optik 24

SS 2004 Adaptive Optik 25

Sonnenfleck (SVST)

SS 2004 Adaptive Optik 26

Adaptive Optik „KAOS“ mit Sonnengranulation

am Vakuum-Turmteleskop, Teneriffa

SS 2004 Adaptive Optik 27

Adaptive Optik zur Ophtalmologie

SS 2004 Adaptive Optik 28

SS 2004 Adaptive Optik 29

SS 2004 Adaptive Optik 30