OPTICA ADAPTATIVA

La óptica adaptativa se refiere al uso de elementos correctores (o moduladores de fase), como son los espejos deformables o las pantallas de cristal líquido por ejemplo, para minimizar las distorsiones del frente de onda que limitan la calidad de los sistemas ópticos.
Introducida para la astronomía a mediados del siglo XX, la óptica adaptativa es ahora una herramienta fundamental en las aplicaciones donde la eficiencia es un criterio valorado. Corregir las aberraciones permite, en aplicaciones de laser de alta intensidad, reducir el tamaño del punto de focalización y su intensidad; en astronomía, recobrar la resolución perdida por las turbulencias atmosféricas; en biología, aumentar el contraste, la resolución o la profundidad de observación en muestras biológicas.

¿Qué se necesita?
Un bucle de óptica se compone de tres elementos claves:
1- un sensor. Recoge la información a procesar, para dar al modulador de fase la corrección adecuada. Usar un sensor de frente de onda permite medir directamente las aberraciones ópticas que se quieren anular, pero también se puede utilizar cualquier detector midiendo parámetros proporcionales a ellas, y combinarlo con algoritmos iterativos.
2- un modulador de fase (elemento corrector). Introduce la corrección requerida mediante cambios de camino óptico en el haz.
3- un software de control. La pieza de unión de los componentes del bucle, y a la vez la interfaz con el usuario.

COSINGO-
Imagine Optic diseña y fabrica los tres elementos fundamentales de un bucle de óptica adaptativa, desarrollando así una experiencia completa. Y para optimizar sus soluciones de corrección de frente de onda, integra también todos los elementos correctores del mercado!

Sensores de frente de onda:

• gama HASO3. Leer nuestra página sobre sensores de frente de onda para más información (en castellano).

Espejos deformables:

• mirao 52-e. Único espejo electro-magnético patentado, que combina los aspectos claves de un modulador de fase para óptica adaptativa: gran “stroke” o capacidad de deformación para corregir gran dinámica de aberraciones (+/- 50 micras PV), gran calidad óptica (10 nm rms), excelente linealidad (> 95%) y sin histéresis (< 2%).
• Integrados: espejos de tipo monomorfo o bimorfo de CILAS, SLMs de Hamamatsu o Holoeye, MEMs, etc. Consultarnos: ya tenemos el driver escrito.

Software:
• programa CASAO. Combina las herramientas de medida y corrección del frente de onda con el diagnostico y la protección del instrumento. La experiencia acumulada a lo largo de más de 15 años ha permitido conseguir un programa sencillo de uso, que guía el usuario a través de los distintos pasos a seguir para poner en marcha el bucle de óptica adaptativa. Lo logra adaptándose al nivel del usuario o de la aplicación gracias a tres modos de ejecución: estándar, tutorial o automático.
  Autoriza un funcionamiento un bucle abierto, bucle cerrado, la aplicación de nuevos ordenes de corrección en tiempo real, el cálculo de la matriz de interacción, de la matriz de comando, etc.
• programa GENAO. GENAO es nuestro programa de óptica adaptativa por algoritmos iterativos, que implementamos como alternativa a los bucles basados en sensores de frente de onda. Permite al usuario utilizar o definir sus propios criterios de optimización (función de merito), aprovechando los sensores ya implementados en su aplicación, y mejorarlos a base de pruebas y errores hasta conseguir el resultado optimo.

GALERIA

Láser: óptica adaptativa en el Max Planck Institute of Quantum Optics (MPQ), Garching, Germany.

Antes de la corrección: el frente de onda residual es de 0.386 µm rms.

Después de la corrección, el frente de onda residual baja a 0.031 µm rms, y el tamaño del punto de focalización a 8 µm, limite de difracción.

Optical Parametric Chirped Pulse Amplification (OPCPA) femtosecond laser with an energy output of 100 mJ over a spectral band ranging from 700-1050 nm at a frequency of 10 Hz. The laser’s pulse duration is less than 10 fs, with a post-compression diameter of 2” and a final post-amplification diameter of 10 mm.

Microscopia: óptica adaptativa en el Laboratoire d'Optique Biologique, Paris, France.

Antes (izquierda) y después (derecha) de la corrección.

Fixed plant tissue sample imaged using Third Harmonic Generation microscopy Images courtesy of Drs. Beaurepaire, Débarre & Olivier, Ecole Polytechnique, LOB (CNRS-INSERM).

Oftalmología: óptica adaptativa con la cámara rtx1, Imagine Eyes, Orsay, France.

Izquierda: zoom in Heidelberg Spectralis con SLO, resolución lateral de 20 µm; Derecha: mismo zoom con óptica adaptativa: resolución lateral de 2 µm, con la cámara retiniana rtx1 de Imagine Eyes.

Si quiere ampliar esta información, no dude en llamarnos al (+34) 935 534 148, o escribirnos a: info@cosingo.com.