親子觀星會

Active optics 主動光學 : 主動的塑造望遠鏡的鏡面，以消除來自外部，例如風、溫度、機械應力變形等的影響
Adaptive optics 調適光學 : 是一項使用可變形鏡面矯正因大氣抖動造成 ... 配備調適光學系統的望遠鏡能夠克服大氣抖動對成像帶來的影響

調適光學與主動光學不同，後者通過改變主鏡的形狀調整因重力形變等因素造成的像質扭曲，前者用於補償大氣亂流帶來的影響。目前安裝在口徑8米左右的地面大型光學天文望遠鏡上的可變形鏡面尺寸為8到20厘米，促動器數量為數百個到數千個不等，每次調整要在0.5到1毫秒的時間內完成，否則大氣抖動將造成波前扭曲情況發生改變。

調適光學需要以很高的頻率調整鏡面形狀，因而可變形鏡面尺寸一般比較小，對材料的要求很高


==
http://astroanarchy.blogspot.tw/2009/09/active-otics-and-meade-lx200-gps-12.html

(http://3.bp.blogspot.com/_9HcYqbvUc4s/SqoVUdThuoI/AAAAAAAADLE/DbkPN-tnK9E/s640/AO2.jpg)


拍出來 ???
http://astroanarchy.blogspot.tw/2007_12_01_archive.html

sxv-AO  這是甚 ??

SXV AO-LF Large Format Active Optics with OAG
http://www.firstlightoptics.com/starlight-xpress-accessories/starlight-xpress-sxv-ao-lf-large-format-active-optics-unit.html

真是強 ..連業餘都有 Active Optics 這應該是天文台等級

http://www.astronomyforum.net/amateur-astronomy-forum/87670-adaptive-optics-large-amateur-telescopes-3.html

OTCCD
 http://www.asiaa.sinica.edu.tw/~whwang/chinese/randomwalk/4-20-2002-otccd.html


一般的CCD在曝光過程中儲存的電子，由於bias的原因，不能作跨越column的移動 (只能從這一row移動到下一row)。OTCCD中儲存的電子則可以做水平或是垂直的移動，可以解決星點因為大氣擾動而導致成像不斷跳動，造成模糊的現象。實際拍攝上，以較小的CCD對準亮星，以極快速度讀出訊號並計算，然後透過搬移電子來修正。如此一來，對準目標物的主CCD成像品質便可以提高。


主動光學（Active optics）
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%BB%E5%8A%A8%E5%85%89%E5%AD%A6%E7%B3%BB%E7%BB%9F

調適式光學應用業餘天文早上90年代初期就已經開始了....最有名的就是AO7 BY SBIG

sxv是Starlight Xpress公司出的，
另外Orion也有出，也很可能是目前市面上售價最便宜的了。

全台大概只有一個人有&使用經驗，就是王牧師..........

原來已下放到業餘同好 , 又長知識 ,

那就等文益大哥說一下 ..
我只是想了解下  . 那先前提 正交 ccd ?  記得好像有人提過 可用 人工星點 + ccd
. 做到類似 降低大氣擾動方式 .

那如果不調 鏡片 用ao  而是讓 ccd 去控制曝光時間 , 有這類做法嗎 ?

 
主動光學（Active optics ) => 修正由於重力、溫度和風力造成的鏡面本身的形變
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%BB%E5%8A%A8%E5%85%89%E5%AD%A6
主動光學是相對於被動光學而言的，它能夠主動地改變鏡面形狀，克服由此產生的光學畸變。 和修正大氣湍流帶來的波前扭曲的自適應光學不同
主動光學（Active optics）是一種應用於地面大型光學望遠鏡上的技術，通過促動器時時改變主鏡鏡面的形狀，以修正由於重力、溫度和風力造成的鏡面本身的形變對成像帶來的影響。主動光學是相對於被動光學而言的，它能夠主動地改變鏡面形狀，克服由此產生的光學畸變。
和修正大氣湍流帶來的波前扭曲的自適應光學不同，大口徑的主鏡難以承受高頻的調整，因而主動光學器件的工作頻率較低，約為每秒幾次到幾十次。


調適光學（Adaptive optics，縮寫為AO =>  修正大氣湍流帶來的波前扭曲的自適應光學
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E9%80%82%E5%BA%94%E5%85%89%E5%AD%A6
配備調適光學系統的望遠鏡能夠克服大氣抖動對成像帶來的影響，將空間解析度顯著提高大約一個數量級
調適光學已經逐步成為各大天文台所廣泛使用的技術，並為下一代更大口徑的望遠鏡的建造開闢了道路

調適光學的目的是修復大氣湍流等因素對光波波前的扭曲。調適光學首先要檢測波前扭曲情況，然後通過安裝在望遠鏡焦面後方的一塊小型的可變形鏡面對波前實時進行矯正。可變形鏡面後安裝有促動器。調適光學與主動光學不同，後者通過改變主鏡的形狀調整因重力形變等因素造成的像質扭曲，前者用於補償大氣湍流帶來的影響。目前安裝在口徑8米左右的地面大型光學天文望遠鏡上的可變形鏡面尺寸為8到20厘米，促動器數量為數百個到數千個不等，每次調整要在0.5到1毫秒的時間內完成，否則大氣抖動將造成波前扭曲情況發生改變。 調適光學需要以很高的頻率調整鏡面形狀，因而可變形鏡面尺寸一般比較小，對材料的要求很高。曾發生過變形鏡無法承受高頻調整而碎裂的事故

調適光學也應用在檢查人眼視網膜的技術上
主動光學  自適應光學  到底差在那??


調適光學  Adaptive optics 縮寫為AO）是一項使用可變形鏡面矯正因大氣抖動造成光波波前發生畸變，從而改進光學系統性能的技術


http://www.skyandtelescope.com/sky-and-telescope-magazine/beyond-the-printed-page/the-challenge-of-adaptive-optics/
(http://www.skyandtelescope.com/wp-content/uploads/Adaptive_Optics_diag.jpg)

rubber mirror  or Deformable mirrors？
(http://exoplanet.as.arizona.edu/%7Elclose/a519/a519/LECTURES/SPIE02/secondary_photo.jpeg)

(https://mthamilton.ucolick.org/public/research/AO/rubber_mirror.jpg)

但是主動光學主動地改變鏡面形狀 ,   那 自適應光學 ???
還是說 自適應光學不須要去調鏡面

如果說 自適應光學 有調鏡面形狀 那應該就算主動光學餒一個分支 , 只是功能不是修正重力  還是修大氣擾動 .
大口徑的主鏡難以承受高頻的調整 => 這是用 那類東西調整 ?  是馬達還是 壓電晶片
 
那 SXV AO-LF Large Format Active Optics with OAG
 => 目地是 修正鏡片因重力變化嗎 ?  還是 ? 

SBIG AO8

https://www.sbig.com/products/adaptive-optics/ao-8t/

找到一張圖 

http://www.dpreview.com/news/2013/07/16/researches-develop-high-speed-subject-tracking-system

but
看到Researchers in Tokyo develop high-speed subject tracking system

這類CCD 做AO  可以用在大望遠鏡上嗎?

對不起冷飯熱炒，小弟永融最近對於AO頗感興趣，樓上提到王牧師，是那位啊？可以引見一下嗎？謝謝！

她下馬後引退了~ 8)
一般用的AO特只Adaptive optics只能修正因大氣湍流造成的星點跳動
或是赤道儀的追蹤誤差,他的使用根離軸一樣需要再離軸找顆星星來算
這對大部分人有很大問題,尤其是連OAG都跑不起來AO可以免了
通常用了AO可以關閉導星,主動AO的主鏡要特別設計過,可以修正波前變形
聽起來很好用,前幾個月我問當時在速霸陸觀測的ALOHA說你有沒有開AO他說沒有
他只說開了很麻煩問題會更多....

這位.........
https://www.facebook.com/#!/wenyih.wang.7?hc_location=stream


之前沉很久了，最近浮起來，不過我猜他大概會勸你別自找罪受吧~~~~~

yj  何不中研院開放入  ,   ALOHA 應該還是會架 太陽觀測
 還有一堆 天文專家 可以問 AO  ..

我也很好奇  動鏡片那類 會不會 unstable ?  因為 正長說 應該  測星點 -> 調整 -> 測星點
 如果一直變 ..就會發生 一直調整  , 補償沒做好就會 一直 ring  ..

大氣擾動如果是  ms  =>  1Khz    那可加 filter 去濾掉 太快信號 .
 

我現在用AO-8T

是STT系列才能安裝

一開始我也懷疑

後來在平地使用 感覺是還不錯


這一個台幣兩萬多的小東西

可以修正導星 PE

感覺是物超所值啦!!

只是我還搞不清楚它的目標星如何選定

明明拍攝目標中亮星一大堆 它找的目標星就是很弱

我現在用的AO-8T 微動鏡片是介於鏡筒跟CCD中間

並不像離軸

有聽說過反射式及折射式AO

最早的AO7 我直覺上就像是反射式AO

不曉得正確不正確?

今年農曆年初上塔塔加，文益有帶上去玩，
效果好像還不錯 ^^

from  http://rritw.com/a/ITxinwen/hulianwang/20130602/362735.html

銳化接近的雙星圖（右邊为使用A0-8T,左邊未使用自适應光學）  

目前的業餘AO原則上都是透過一塊鏡片與幾顆馬達來「改變光路」。

「改變光路」這個觀念，就解決了很多導星的問題:無論是你的赤道儀多爛，鏡筒有形變，
有PE，大氣擾動造成星點不規則跳動(長焦才看得出來)→會造成「光路改變」→拖線

如果透過一塊鏡片跟著改變的光路一起改變→抵消光路的變化→以上的全部問題都解決了！

缺點就是:要用離軸，或同軸導星，也就是你畢竟在意的還是「主攝影光路」，要讓光路始終
固定在主相機上。

對於爛的赤道儀，PE大的，AO就得配合赤道儀來「輔助修正」，也就是有些廠商號稱
「只要你的赤道儀可以追縱，有AUTOGUIDE PORT，你就可以有非常好的導星效果！」

為何如此說？因為AO是用鏡片的傾斜來改變光路，鏡片的傾斜角度有個界限，誤差太大時前期可以
修回來，後來隨著誤差越來越大，傾斜角度越來越大，到極限時，就需要赤道儀來幫忙它把鏡片恢復
回來，那個誤差就由赤道儀來補償掉。

若說有語病，就是極望不準的赤道儀，會讓你有像場迴轉的問題，不過對德式赤道儀來說，得焦長長
一點，曝光時間長一點才會明顯。

所以AO通常要做兩個CALIBRATION，一個是鏡片擺動的CALIBRATION，一個就是赤道儀的
CALIBRATION。和傳統導星的玩法差別就在此而已。

有同好親自來見證過，風吹、手摸著鏡筒講話，照樣星點是圓的！因為它一秒可以修正十下左右，
ORION的最多為一秒40下。

我最高記錄是到一秒14HZ，也就是鏡片一秒擺動14下！要擺這麼快要有一個先決條件:就是你的導
星要夠亮，否則你導星相機曝光時間只要一秒的話，AO就一定是1HZ了！離軸能找到導星就偷笑了，
怎麼可能還能讓你有足夠亮的星星來讓AO跑那麼快？

經驗上是只要有2HZ，通常是4HZ，也就是250ms的曝光時間可以找到導星，就可以有非常好的導
星效果！試過1HZ的，效果也是蠻好的。所以我的結論是只要有找到導星，差不多你就不用擔心導星
問題了！

以前我會擔心誤差過大時，赤道儀修那一下會不會讓星點拖了？結果我的擔心是多餘的！整個過程，
AO鏡片不斷的在晃，AO主體也可以感覺到些微的震動，會不會完蛋了？

也是想太多！會拖線大都是整組配備沒鎖好，或是離軸的導星器沒有固定好，給AO錯誤的訊息讓它
沒有「同步」修正誤差而已。

業餘用的和天文台用的當然不一樣！坦白說業餘能有機會用到AO這東西，真的要感謝科技發達！

我是把整本ORION的STEADY STAR整本手冊全翻譯完，思考可能會遇到的問題，解決後才決定
買的。

不過這一台搞死很多老外，都說這牌子是爛貨、玩具，我的是中古品，我赫然發現搜尋網路，第一個結果
就是他本人被這台搞死！他也是把這台搞到彌留的狀態才賣我的。我花了一些時間把它修好搞定，從此
就愛上這個東東！

之前在推「終極的導星神兵」，指的就是這個東西！也就是能夠讓你的GPD與NES PK掉EM200的
，就是這東東！

只是STARLIGHT這一台好貴，ORION的也不便宜，買得下去的人也不多，通常是要買到EM200發
覺EM200並沒有那麼神，受導星極大痛苦的人才會買。

不過這東西最大的問題，就因為是用到離軸→找導星會很辛苦！

解決之道就只有用同軸導星，或是用高感度的導星相機，要不就作弊把導星相機塞進導星鏡省得
為導星煩惱了！

只要你對你的主鏡固定、形變有信心的話，就還是可以撐得過去。

對業餘而言，反而是折射鏡是最適合用AO的！我用FSQ106ED+離軸+AO，在平地幾乎不必
旋轉就可以找到導星！只因它像場平坦、光圈大，AO最大的問題找導星一旦不是問題時，就可以用
得十分愉快！EM400什麼的，全都是白花錢的東西了！(WYK哭哭...)

心動了嗎？慢點行動！直焦不是問題，減焦或是平場鏡的搭配，或是MPCC就有問題！因為要用到
後焦距離(BACK FOCUS)較長的才有辦法！如牛反的MPCC就得改成RCC-I，減焦或平場鏡至少都要70
或破百的才比較容易搭配。

好文章,先框起來~ 最後一段backfocus 要長是因為AO裝上去所以才需要嗎?

感謝 牧師 開講 ,  CNNMAN 有沒有辦法請 牧師來新竹 上課 
 
有前輩分享  真的是 勝過自己 東摸西摸 ..

是的，像Orion的Steady Star機身就達46mm，若是一般減焦鏡BF為56mm→56-46mm=10mm
數位相機需要44mm就沒辦法用了。

變通方法就只有將這樣裝:主鏡→AO→減焦鏡+主相機，離軸就直焦點。

若是:主鏡→減焦鏡→AO+主相機，離軸與主相機都是減焦焦點，這個減焦鏡的BF就需要比較長。

最近一顆減焦鏡平場鏡後焦為97.5mm，沒想到用AO+QHY9還是不夠...XD，所以破百的還是比較
保險！

以我在平地使用2000直焦的結果

AO大部分還是找得到導星

有時移動一下目標

可以找到更亮的

這個BF的確是不好搞

以AO8來說也吃掉五公分

所以鏡後的BF不夠的話是很難用上AO的

目前我對焦座是moonlite的 也是很長

本來還想裝電動分光一方面可以拍行星 就要換成FLI的才行了

底下是我前一陣子的設備

主鏡-moonlite電動對焦-AO8T-濾鏡盤(離軸導星)-STT8300

舊款的ST跟STF似乎就不能上AO-8T

不過這個AO-8T似乎也不能給其他的CCD或DSLR用啦!!

10月2日 晚上10點15分
風很大 測試AO跟Ha 3nm

感覺勉強啦!!

不過有可能失焦 所以星點似乎還是圓圓的

30min 單張

如果我哭了很多人都要跳樓了 ;D
別想太多很多東西聽起來很完美用起來是會要人命的~AO就是個例子

我現在都用AO在導

之前發生一件好玩的

NGC 7293 東邊找得到目標星 到了西邊卻找不到

還有有些星團 有的也會找不到

反倒是有些雲氣很弱的 找到的都很健康

找到導星的機率遠比離軸高

至於一個是鏡片擺動的CALIBRATION，一個就是赤道儀的
CALIBRATION

赤道儀的CALIBRATION 從未成功過 聽王牧師的說法 這個部份赤道儀夠穩不做也可以
 
鏡片擺動的CALIBRATION 有時也沒做 找到導星就直接track 也OK

是還有許多沒懂的

你F8離軸靶星很好找?

感謝分享

C8HD 直焦 BF 133mm, 擔心f10找的到星星嗎 ?  如果用Optec 0.62x減焦 則BF還有105mm 看來還有機會.

Backfocus 真的難搞的,之前上山借FC-76的減焦鏡給史考賓跟她的FS-60C(有點不太記得?)但是無法合焦..我用上FC-76上也沒法合焦
接法是減焦鏡+相機旋轉+CA-35+T ring+Camera ,如果是減焦鏡+延長筒+接環+目鏡座是可以目視
後來找了高橋網站,原來要 相機旋轉+減焦鏡+CA-35+T ring+Camera  ....
其實我是記得之前有成功過,後來太久沒用就忘了...
對了有沒有人有辦法把卡住的環轉下來的雞絲阿?

卡住的環轉下來
=> 潤滑油 ? 
還是說可以 噴冷卻劑讓它冷縮一下  ..

對了有沒有人有辦法把卡住的環轉下來的雞絲阿?

有..只是會 破壞 表面.. ;D
像是 水管鉗...

除非你用 皮帶鉗..只怕套不住.. ::)

炫大有買過萬用皮帶板手

http://www.diyhome.com.tw/b_a1.php?big_category=32&category=201#

這要看卡多死喔~如果還有辦法來回轉動個1mm就表示還有救,我曾經用大約雙手約8成的力量空手轉開鎖死在r200ss上的m42相機接環,但事前噴了一點高溫黃油就是了

感謝大家的建議... :)

聽說有新的QHY 類似 AO ?
 不知道是否類似 sbig 方式  

這是 SBIG 
https://telescopes.net/store/telescope-accessories/astro-imaging-accessories/adaptive-optics/sbig-adaptive-optics-ao-x.html

AO-X

目前 業餘 AO 是 調整某鏡片  tip-tilt

 
wiki


主動光學（Active optics）是一種應用於地面大型光學望遠鏡上的技術，通過促動器時時改變主鏡鏡面的形狀，
以修正由於重力、溫度和風力造成的鏡面本身的形變對成像帶來的影響。
主動光學是相對於被動光學而言的，它能夠主動地改變鏡面形狀，克服由此產生的光學畸變。
和修正大氣湍流帶來的波前扭曲的自適應光學不同，大口徑的主鏡難以承受高頻的調整，因而主動光學器件的工作頻率較低，約為每秒幾次到幾十次。


自適應光學 Adaptive optics
一項使用可變形鏡面矯正因大氣抖動造成光波波前發生畸變，從而改進光學系統性能的技術
調適光學的目的是修復大氣亂流等因素對光波波前的扭曲。調適光學首先要檢測波前扭曲情況，
然後通過安裝在望遠鏡焦面後方的一塊小型的可變形鏡面對波前實時進行矯正。可變形鏡面後安裝有促動器。
調適光學與主動光學不同
後者(主動光學) 通過改變主鏡的形狀調整因重力形變等因素造成的像質扭曲，
前者(調適光學) 用於補償大氣亂流帶來的影響。

目前安裝在口徑8米左右的地面大型光學天文望遠鏡上的可變形鏡面尺寸為8到20厘米，促動器數量為數百個到數千個不等，
每次調整要在0.5到1毫秒的時間內完成，否則大氣抖動將造成波前扭曲情況發生改變。
調適光學需要以很高的頻率調整鏡面形狀，因而可變形鏡面尺寸一般比較小，對材料的要求很高

CLOUDYNIGHT  討論
 https://www.cloudynights.com/topic/482963-adaptive-optics-for-amateurs/


這  Orion SteadyStar Adaptive Optics Guider
 跟sbig  ao 是否類似 ?



The SBIG and Orion "adaptive optics" works more like the image stabilization in consumer cameras.

光傲科技提供荷蘭OKO公司全套閉環自適應光學系統，用于實時修正光學系統的像差，產生精準的波面，應用領域包括科學儀器、天文光學、眼科光學、激光光學、光學對心系統等

http://www.light-all.com/content/zh-tw/product/spectra-imaging-optics/AO-optics.aspx


http://www.okotech.com/ao-systems


catwww4.pdf  

促動器可以修正波前變形
 鏡子能糾正我們的畸變有多好？
關於該問題的良好答案需要關於像差波前的空間和時間光譜的信息。膜鏡通常可以很好地校正平滑的連續像差。37-ch MMDM提供所有3階像差的高質量校正，並且在校正5階像差方面相當不錯。79-ch MMDM將校正高達5階的像差。具有19和37通道的PDM將以相對大的幅度校正低階像差。


https://youtu.be/5e2HoS3woy0

AO-5 Product Preview - Stellar Products

http://www.stellarproducts.com/adaptive/AO5lit.htm

不知 跟先前sbig  ao 是否類似?

AO
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=9055.0

https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3208

2014
https://www.cloudynights.com/topic/482963-adaptive-optics-for-amateurs/

orion  AO  + OAG

https://www.telescope.com/Astrophotography/Astrophotography-Accessories/Orion-SteadyStar-Adaptive-Optics-Guider/pc/-1/c/4/sc/61/p/53076.uts

Orion SteadyStar Adaptive Optics Guider


=>  https://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=18587.0

TI DLP MEM CHIP  不知道 能否修正波前 ?

Texas Instruments' DLP Pico chips

Pixel-Shifting DLP Chip
https://www.soundandvision.com/content/texas-instruments-chips
(https://www.soundandvision.com/images/styles/600_wide/public/TI%20DMD.jpg)


https://www.researchgate.net/figure/Pixel-shifting-on-DLP-technology-SAMPLING-SEQUENCE-In-figure-7-the-sampling-sequence-for_fig2_320166802

探測波前扭曲的傳感器一般採用夏克-哈特曼波前傳感器，由於讀出速度達到每秒數百次到上千次，因此需要藉助觀測目標附近一顆足夠亮的導星（通常要求亮於15等）來探測實際的波前扭曲。

Shack-Hartmann原理的波前传感器，主要用于实时测量大气湍流引起的波前失真


Shack–Hartmann wavefront sensor

WIKI
https://en.wikipedia.org/wiki/Shack%E2%80%93Hartmann_wavefront_sensor


https://www.researchgate.net/figure/Principle-of-the-Shack-Hartmann-wavefront-sensor-top-undistorted-wavefront-and_fig1_258516995


==

 Integrated adaptive optics system for small telescopes

https://skyandtelescope.org/sky-and-telescope-magazine/the-challenge-of-adaptive-optics/

(https://skyandtelescope.org/wp-content/uploads/Adaptive_Optics_diag.jpg)

hartSci  AO

 HartSCI’s ClearStar AO™ system represents a paradigm shift in high resolution imaging.


沈：　　　細光纖測量星點的每個profile後再重組回去

AI  判斷 大氣 波前扭曲情況 修復大氣湍流

大气湍流退化图像的复原研究

基于生成逆推的大气湍流退化图像复原方法
https://m.fx361.cc/news/2024/0218/23045232.html


2024-02-18崔浩然苗壮王家宝余沛毅王培龙

大氣湍流是影响远距离成像质量的重要因素。虽然已有的深度学习模型能够较好地抑制大气湍流引起的图像像素几何位移与空间模糊，但是这些模型需要大量的参数和计算量。为了解决该问题，提出了一种轻量化的基于生成逆推的大气湍流退化图像复原模型，该模型包含了去模糊、去偏移和湍流再生成三个核心模块。其中，去模糊模块通过高维特征映射块、细节特征抽取块和特征补充块，抑制湍流引起的图像模糊；去偏移模块通过两层卷积，补偿湍流引起的像素位移；湍流再生成模块通过卷积等操作再次生成湍流退化图像。在去模糊模块中，设计了基于注意力的特征补充模块，该模块融合了通道注意力机制与空间混合注意力机制，能在训练过程中关注图像中的重要细节信息。在公开的Heat Chamber与自建的Helen两个数据集上，所提模型分别取得了19.94 dB、23.51 dB的峰值信噪比和0.688 2、0.752 1的结构相似性。在达到当前最佳SOTA方法性能的同时，参数量与计算量有所减少。实验结果表明，该方法对大气湍流退化图像复原有良好的效果。


https://wenku.csdn.net/answer/40do8u4aqv?ydreferer=aHR0cHM6Ly93d3cuZ29vZ2xlLmNvbS50dy8%3D

調適光學系統的運作流程大致如下：
a.  測量波前： 望遠鏡會對準一個明亮的參考星（稱為導星），或者用雷射在天空中製造一顆人工導星。
b.  檢測變形： 波前感測器Wavefront Sensor會測量來自導星的光波波前扭曲情況。
c.  即時校正： 這些數據會被傳送到電腦，電腦會即時計算需要修正的量，並控制一個可變形鏡面 deformable mirror 。
d.  修正波前： 可變形鏡面上的促動器會以極高的頻率（每秒數百到數千次）微調鏡面形狀，藉此抵銷大氣造成的波前扭曲。
e.  產生清晰影像： 經過校正後的星光波前恢復平整，最終在感光元件上形成清晰銳利的影像。

調適光學在業餘的使用 : 調適光學系統在專業天文台已是標配，但在業餘天文學領域，其應用仍存在一些挑戰：
a.  高昂的成本： 一套完整的調適光學系統包含了波前感測器、可變形鏡面、高速電腦運算單元等高精密組件，價格不菲，遠超出一般業餘愛好者的預算。
b. 技術複雜度：系統的安裝校準和操作需要專業知識，對業餘玩家來說門檻較高。
c. 口徑限制： 調適光學最能發揮作用的場合是大型望遠鏡，因為口徑越大，受大氣擾動影響越明顯。對口徑較小的業餘望遠鏡而言，其效益相對有限。

然而，這並不代表業餘天文學家完全無法從相關技術中受益。
以下是幾個值得關注的面向：

1. 主動光學與影像疊加
雖然真正的「調適光學」仍屬高階，但「主動光學」（Active Optics）的概念已經在一些業餘設備中有所體現。主動光學主要用於校正望遠鏡本身的重力形變、溫度變化或機械應力造成的像質扭曲，頻率比調適光學低。對於業餘天文攝影而言，最常見的「調適」方式是高速影像疊加（lucky imaging）。這項技術利用相機的高速快門，在數分鐘內拍攝數百甚至數千張短曝光影像。由於曝光時間極短，每張照片都可能捕捉到幾個「視寧度」良好的瞬間。軟體會自動篩選出最清晰的影像，並將它們疊加起來，從而獲得比單一長曝光照片更銳利的結果。這項技術尤其適用於行星、月球和太陽的攝影。

2. 導星系統的進化
儘管不是完整的調適光學，但高精度的自動導星系統在業餘天文攝影中扮演著至關重要的角色。自動導星系統會追蹤視野中的一顆亮星，並即時校正望遠鏡的追蹤誤差，確保星點在長時間曝光下不會拖曳成線條。這與調適光學中追蹤導星的原理有異曲同工之妙。

3. 軟體後製的輔助
對於沒有調適光學硬體的業餘天文攝影師來說，強大的後製軟體扮演著「事後調適光學」的角色。透過反卷積（deconvolution）等影像處理技術，可以一定程度上銳化影像，還原部分因大氣模糊而損失的細節。

對業餘天文攝影的影響 :
總結來說，調適光學在業餘天文學的應用仍處於萌芽階段，但其背後的原理和技術正在以不同的形式影響著業餘觀測：
1.  提升行星和月面細節： 即使沒有昂貴的調適光學硬體，高速影像疊加技術也能讓業餘天文攝影師拍出令人驚豔的行星表面細節，遠超傳統長曝光照片。
2.  強化深空天體解析度： 對於較亮的深空天體如行星狀星雲或球狀星團，高階的主動光學或影像疊加技術也能有效提高影像的銳利度。
3.  推動技術發展： 隨著科技進步調適光學的成本有望降低，未來或許會出現專為業餘市場設計的入門級套件，讓更多人能體驗到無大氣擾動的觀測效果。

給業餘愛好者的建議 :對於希望提升觀測品質的業餘天文愛好者，與其直接追求昂貴的調適光學設備，不如先從以下幾點著手：
1.  選擇好的觀測地點： 盡量選擇視寧度好的地點，遠離光害和城市熱島效應。高海拔地區或海邊通常有較穩定的氣流。
2. 投資高性能的赤道儀和自動導星系統： 穩定的追蹤是長時間曝光的基礎，能有效減少星點拖曳。
3.  學習高速影像疊加技術： 這是目前最經濟有效的「調適」方式，能顯著提升行星和月面攝影的品質。
4.  關注未來的技術發展： 隨著科技進步，可以關注市面上是否有針對業餘市場的調適光學套件或相關技術問世。

1. 波前感測器Wavefront Sensor：如何「看」到波前扭曲？

波前感測器是調適光學系統的「眼睛」，它的任務是精確地測量被大氣扭曲後的星光波前。目前最常用且最穩定的波前感測器是夏克-哈特曼波前感測器（Shack-Hartmann Wavefront Sensor, SHWS）。

夏克-哈特曼波前感測器的原理 : 想像一下，一道來自遙遠恆星的完美平面光波（理想情況下），當它穿越地球大氣層時，就像是穿過一塊不平整的玻璃，波前會變得凹凸不平。夏克-哈特曼感測器就是用來測量這個「不平整」的程度。
它的核心構造是一個微透鏡陣列（microlens array），這是一個由數百甚至數千個微小透鏡組成的陣列。
    分割波前： 當扭曲的波前入射到微透鏡陣列上，每個微透鏡都會將波前分割成一個個小區域，稱為子孔徑（subaperture）。
    聚焦光斑： 如果入射到微透鏡上的波前是完美的平面波，那麼每個微透鏡都會將光線聚焦到其焦平面上的固定位置，形成一個個整齊排列的光斑陣列（spot array）。

    測量偏移： 然而，由於波前扭曲，光線會以微小的角度偏離原來的方向。因此，每個微透鏡聚焦後的光斑位置都會相對於理想位置產生偏移。

    計算斜率： 感測器後方的CCD或CMOS相機會捕捉到這個光斑陣列。電腦會即時計算每個光斑相對於理想位置的位移量（displacement）。這個位移量與入射光波在該子孔徑內的平均**斜率（slope）**成正比。

    重建波前： 透過分析所有子孔徑的斜率資訊，電腦可以利用數學演算法（例如Zernike多項式）**重構（reconstruct）**出整個扭曲的波前形狀。

簡單來說，夏克-哈特曼感測器不是直接測量波前的形狀，而是透過測量光線的傾斜角度來間接推算出波前的高度起伏。

2. 可變形鏡面deformable mirror ：如何「動」手修正？

可變形鏡面是調適光學系統的「肌肉」，它的任務是根據波前感測器測量到的數據，以極高的頻率改變鏡面形狀，從而抵銷波前扭曲。

可變形鏡面的原理

可變形鏡面通常由一個柔性反射鏡面和背後的數十到數千個**促動器（actuators）**組成。促動器是可獨立控制的微型馬達或驅動元件。

    接收指令： 電腦在重建出波前形狀後，會計算出一個「修正波前」，這個修正波前與大氣造成的扭曲波前正好相反。

    驅動促動器： 電腦將這些修正量轉換成對應的電壓信號，驅動可變形鏡面背後的每一個促動器。

    改變鏡面形狀： 這些促動器會精準地推動或拉動鏡面，使其表面產生微米（micrometer）甚至奈米（nanometer）級別的形變。

    抵銷扭曲： 透過這種方式，可變形鏡面可以即時產生一個與入射光波扭曲波前相反的「鏡像」形狀。當扭曲的星光波前反射到這個可變形鏡面上時，其凹凸不平的形狀就被「拉平」了。

    形成校正後波前： 最終，校正後的平面波前被送到望遠鏡的感光元件（如CCD相機），從而獲得清晰銳利的影像。

促動器的類型  : 可變形鏡面所使用的促動器有多種類型，其中最常見的是：
a.   壓電式促動器（Piezoelectric actuators）： 這是最常見的類型。壓電材料（PZT）在施加電壓時會產生形變。這種促動器反應速度快、精度高，非常適合用於高速的調適光學系統。
b.    MEMS微機電系統（MEMS-based）： 這些是透過半導體製程製造的微型鏡面，具有體積小、重量輕、成本較低等優點，但行程範圍（形變量）相對較小。

總結來說，調適光學系統的原理就是一個高速的閉迴路回饋系統：
波前感測器（眼睛） -> 電腦（大腦） -> 可變形鏡面（肌肉）

這個迴路以每秒數百到數千次的頻率不斷重複，即時追蹤並校正大氣擾動，讓地面望遠鏡的成像品質媲美太空望遠鏡。

摄日者天文自主研发的自动ADC   
https://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=39&topic=40729.0

patreon   electronic ADC built into the system   業餘調適光學
 https://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=39&topic=40728.new#new

ADC =大氣色散修正鏡

https://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=40727.new#new

(https://familystar.org.tw/forum/index.php?action=dlattach;topic=40727.0;attach=237613;image)

ELECTRICAL Atmospheric Dispersion Corrector (ADC)  

Eadc
SunObserver eADC V3 is the third-generation electric atmospheric dispersion corrector (ADC) equipped with Zero Image Shift technology, designed for advanced astrophotography and high-precision visual observation. This updated V3 version includes enhanced automation, improved optical correction logic, expanded software compatibility, and a completely redesigned encoder control interface.

At the core of the eADC V3 is a system of four prisms in two groups, manufactured from high-quality optical glass and coated with broadband AR (anti-reflection) coatings. The integrated accelerometer sensor detects the current orientation of the telescope and automatically calculates the required atmospheric dispersion correction, including during meridian flips, without any manual adjustment.

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 ASH Atmospheric Dispersion Corrector (ADC)