CONTROL DE AMPLITUD Y FASE DE LÁSERES PARA ASTRONOMÍA VÍA ESPEJOS DEFORMABLES

Abstract

La optica adaptativa (AO) es una tecnologa fuertemente estudiada que compensa las distorsiones en la imagen cientca inducidas por la turbulencia atmosferica. La gran mayora de los telescopios de gran envergadura en el mundo estan actualmente equipados con sistemas de optica adaptativa de diversos tipos, y muchos de estos usan estrellas articiales laser (Laser guide stars, LGS) con el proposito de identicar y corregir la turbulencia atmosferica sobre la mayor porcion de cielo posible. En el esquema de optica adaptativa clasico podemos reconocer cuatro partes fundamentales: Estrellas guas laser (Faros en la oscuridad), sensores de frente de onda (Los ojos), espejos deformables (Las manos) y computadores de control (El cerebro). Esta tesis se enfoca precisamente en la proyeccion de las estrellas guas laser que generan fuentes puntuales articiales para ser usadas en la medicion de la turbulencia en sistemas de optica adaptativa para la astronoma. A pesar de los signicativos avances en el uso de LGS en sistemas de optica adaptativa, algunos problemas persisten durante la operacion. En particular, lograr un rendimiento satisfactorio en terminos de potencia y calidad del rayo laser enviado generalmente requiere un complejo y constante alineamiento de la optica de transferencia y la fuente laser. Estudiando los efectos de la propagacion laser en un medio turbulento, se busca mejorar la calidad de la estrella gua laser, permitiendo una calibracion mas rapida del sistema durante las operaciones de rutina (en algunos casos 3 o 4 horas), y eventualmente mejorar el desempe~no del sistema completo de optica adaptativa entregando mayor informacion de la perturbacion atmosferica para su identicacion. La investigacion en su primera fase considera simulaciones numericas de la propagacion optica, incluyendo ruido y aberraciones en la fuente laser, componentes opticos y la interacci on optica con la capa de sodio mesosferica. Esta primera fase permite denir el dise~no optico como tambien probar el desempe~no del algoritmo previamente dise~nado. En la segunda fase el trabajo se desarrolla principalmente en un ambiente de laboratorio. El objetivo de esta fase es probar el dise~no optico y los algoritmos de correccion de amplitud y fase analizados en la primera etapa. Palabras Clave: Optica adaptativa, laser guide star, phase retrieval, espejos deformables, beam shaping. xi