Detección de frente de onda. Aplicación a técnicas de alta resolución espacial y alineamiento de superficies ópticas segmentadas

Abstract

Dentro del amplio epígrafe "alta resolución espacial" se engloban diversos estudios teóricos y semiempíricos que van desde la descripción y análisis de la turbulencia atmosférica y sus efectos sobre imágenes astronómicas, hasta el proceso de formación de imagen a través de sistemas ópticos. Las llamadas técnicas de alta resolución espacial tienen como objetivo alcanzar el máximo detalle en la estructura de los objetos astronómicos, para lo que resulta esencial el conocimiento de la fase del frente de onda que alcanza el telescopio procedente de tales objetos. Tras una introducción a la representación estadística del proceso real de observación astronómica y a las diversas técnicas de alta resolución espacial, presenta un análisis detallado de los sensores de Hartmann-Shack y de curvatura, así como el diseño y aplicación de diversas modificaciones en algoritmos de restauración de la fase del frente de onda. El desarrollo de simulaciones numéricas de las distintas etapas del proceso de observación constituye una potente herramienta de conocimiento que es ampliamente explotada en este trabajo. El núcleo del mismo consiste en la elaboración de un conjunto computacional que permite la simulación bidimensional del efecto de la turbulencia atmosférica sobre la fase del frente de onda, del funcionamiento de los sensores de Hartmann-Shack y de curvatura, de diversos objetos astronómicos y el resultado de aplicar a los mismos la técnica de deconvolucion con detección de frente de onda y, por ultimo, de la aplicación por separado y de forma conjunta de los dos sensores mencionados al alineamiento de los segmentos de superficies ópticas de grandes telescopios.