CAS MICROSTAR aide une équipe de premier cycle à remporter le deuxième prix du concours national d'expériences de physique de premier cycle

Récemment, les résultats du 10e Concours national d'expérimentation en physique pour étudiants de premier cycle (Innovation), organisé par l'Association conjointe des centres nationaux de démonstration d'enseignement expérimental de l'enseignement supérieur, l'Association nationale de recherche pour l'enseignement de la physique expérimentale dans l'enseignement supérieur et le Comité d'enseignement de la physique de la Société chinoise de physique, et organisé par l'Université d'aéronautique et d'astronautique de Pékin (BUAA), ont été dévoilés. L'équipe CAS MICROSTAR, composée d'étudiants de premier cycle de l'École des sciences physiques et technologiques de l'Université de Xiamen, s'est distinguée parmi les nombreuses équipes participantes et a remporté le deuxième prix dans la catégorie des sujets auto-sélectionnés.

Détails du prix

Titre de l'entrée :Système optique adaptatif basé sur une méthode interférométrique pour extraire des informations de phase

Étudiants participants :Luyao Wang, Wenhao Wang (Tianwen), Kaiyu Shi, Ankexin Wu

Instructeur:Qinghong Lu, Jun Yin

Œuvres primées

Introduction

L'optique adaptative est une technologie importante en observation astronomique moderne. En 1953, l'astronome américain Babcock a été le premier à proposer l'idée de « mesurer en temps réel l'erreur de front d'onde et de compenser en temps réel l'aberration de front d'onde causée par la turbulence atmosphérique et d'autres perturbations dynamiques, à l'aide d'éléments optiques déformables ». Aujourd'hui, de grands télescopes nationaux et internationaux appliquent largement cette technologie : le télescope Keck à Hawaï, le VLT de l'Observatoire européen austral et le télescope de 2,16 m de l'observatoire Xinglong de l'Observatoire astronomique national ont permis la correction en temps réel de la turbulence atmosphérique. Après ses avancées dans le domaine de l'imagerie par télescopes astronomiques, l'optique adaptative a été développée dans de nombreux secteurs industriels et civils, notamment dans les microscopes de haute précision.LaserSystèmes et imagerie rétinienne, etc. En 2008, le premier laboratoire clé d'optique adaptative de Chine a été créé au sein de l'Institut de technologie photonique et électronique. Aujourd'hui, le niveau de recherche chinois dans le domaine de l'optique adaptative atteint un niveau international avancé.

Selon les différents scénarios d'application, les systèmes d'optique adaptative présentent de nombreuses structures différentes. Parmi elles, le système d'optique adaptative basé sur le principe de conjugaison de phase est le plus couramment utilisé. Ce système se compose de trois éléments : un capteur de front d'onde, un contrôleur de front d'onde et un correcteur de front d'onde. La lumière émise par l'objet cible est affectée par les turbulences atmosphériques, ce qui produit des aberrations de front d'onde. Après que le faisceau aberré ait traversé le séparateur de faisceau, une partie de l'onde lumineuse pénètre dans le système d'imagerie et l'autre partie dans le capteur de front d'onde. Le capteur de front d'onde mesure en temps réel la phase de l'onde lumineuse incidente. Les résultats de la mesure sont traités par le contrôleur de front d'onde, générant les signaux de commande du correcteur de front d'onde. Ce dernier génère des résultats de mesure de phase de front d'onde de même taille, mais de sens opposé.Correction de phase, pour compenser la turbulence atmosphérique générée par l'aberration de phase du front d'onde, de sorte que l'onde lumineuse corrigée se transforme en une onde quasi plane.

Compte tenu de l'importance de la recherche scientifique en optique adaptative et de son importance dans les applications pratiques de divers secteurs industriels pour la production d'images et de données de haute qualité, cette technologie a suscité un intérêt croissant ces dernières années. Aujourd'hui, certains fabricants d'instruments optiques proposent des solutions d'optique adaptative adaptées aux laboratoires, offrant les avantages d'une haute résolution spatiale.Résolutionet une vitesse de réponse ultra-rapide, mais il existe généralement des appareils hautement intégrés, des exigences élevées pour les opérateurs et des problèmes coûteux, ce qui limite largement sa promotion dans l'enseignement. Selon l'enquête, l'enseignement actuel de la physique et de l'astronomie dans les collèges et universités nationaux n'implique pratiquement pas d'expériences liées à l'optique adaptative. À cette fin, une équipe d'étudiants de premier cycle de l'Université de Xiamen, sous la direction d'enseignants, a construit un ensemble de systèmes d'optique adaptative basés sur la méthode interférométrique pour extraire des informations de phase, remplaçant les capteurs de front d'onde coûteux par un système interférométrique optique, récupérant la phase du front d'onde grâce à certains algorithmes ; remplaçant les miroirs déformables ou les réseaux de microlentilles par des modulateurs spatiaux de lumière (SLM) pour moduler la phase et l'amplitude des ondes lumineuses, réalisant l'étalonnage des images de test en laboratoire et réalisant la correction des images de test sans affecter le Le coût de l'appareil a été considérablement réduit sans affecter l'effet pédagogique, ce qui comble le manque d'optique adaptative dans l'enseignement expérimental.

Dispositif expérimental

Soutien et vision de l'entreprise

En tant que dispositif optique numérique programmable en temps réel, le modulateur spatial de lumière a de nombreuses possibilités d'application dans le concours national d'expériences de physique de l'université ; il peut être utilisé comme élément diffractif programmable en temps réel pour les filtres à fente simple, à double fente, à réseau, à triangle, à pentagramme, à hexagone, etc. ; il peut être utilisé comme filtre programmable pour les filtres passe-bas, passe-haut et à fente ; il peut être utilisé comme alternative à une plaque de masque ; il peut être utilisé pour effectuer une projection ; il peut générer une lumière vortex Il peut produire une lumière vortex, une lumière Bessel, un faisceau d'Airy ; il peut remplacer le verre à cheveux rotatif pour produire un champ de lumière pseudo-thermique ; il peut simuler la turbulence atmosphérique ; il peut également être un élément holographique ; la recherche et les expériences basées sur le modulateur spatial de lumière seront d'une grande utilité pour l'exercice des capacités d'auto-développement des étudiants et de la pensée pionnière.

Entreprise spécialisée dans les sciences et technologies optoélectroniques, CSC MicroStar s'est toujours engagée à promouvoir l'innovation scientifique et technologique et à développer les talents. Cette fois-ci, CSC MicroStar a offert à l'équipe participante un équipement expérimental de son modulateur spatial de lumière (FSLM-2K39-P), lui garantissant ainsi de solides résultats lors du concours. Les caractéristiques techniques de ce modulateur spatial de lumière (FSLM-2K39-P) sont les suivantes :

Caractéristiques du produit :

Roi du rapport prix/performance du marché des produits de phase pure réfléchissants nationaux et étrangers ; Fonction de déclenchement synchronisée, excellentes caractéristiques de front d'onde réfléchissant ; Utilisation élevée, facteur de remplissage élevé, faible gigue de phase, efficacité de diffraction élevée ; Capacité de modulation de phase mesurée, bonne linéarité de phase ; Peut être personnalisé selon les besoins de l'utilisateur.

Domaines d'application :

Correction du front d'onde (peut être utilisée pour l'optique adaptative) ; mise en forme du faisceau (génération de lumière vortex, mise en forme de lumière à sommet plat, faisceau annulaire) ; contrôle du faisceau (déviation du faisceau, division du faisceau plan, division du faisceau de surface courbe, extension de la profondeur de champ) ; collimation du faisceau, correction des aberrations, masque de phase programmable ; holographie informatique ; et ainsi de suite.

CAS MICROSTAR a toujours activement participé à toutes sortes de compétitions scientifiques et technologiques et les a soutenues. Nous fournissons gratuitement du matériel expérimental aux équipes participantes afin d'améliorer les compétences des étudiants universitaires en expérimentation physique, de favoriser l'esprit d'innovation et le travail d'équipe, et de promouvoir la réforme de l'enseignement expérimental en physique et le développement des technologies expérimentales. Nous espérons qu'en saisissant cette opportunité, nous pourrons stimuler l'intérêt et l'enthousiasme des jeunes pour les expériences d'optique et former davantage de talents scientifiques et technologiques pour le pays. Nous espérons également que cette opportunité inspirera davantage de jeunes à s'intéresser et à s'enthousiasmer pour les expériences d'optique, et ainsi à former davantage de talents scientifiques et technologiques pour le pays.