КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 15-19-20013

НазваниеСоздание адаптивной системы, обеспечивающей работу крупногабаритного солнечного телескопа в условиях сильной атмосферной турбулентности

РуководительКудряшов Алексей Валерьевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук, Томская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2015 г. - 2017 г. 

Конкурс№8 - Конкурс 2015 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований в небольших группах под руководством ведущих российских и зарубежных ученых».

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-708 - Лазерно-информационные технологии

Ключевые словафаза, адаптивная коррекция, астрономия, атмосфера, турбулентность, флуктуации, алгоритм

Код ГРНТИ29.31.29


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект связан с решением актуальной задачи развития такой высокотехнологической отрасли как оптико-электронное приборостроение, основанное на использовании адаптивной оптики (АО) для астрономических, лазерных и других приложений. В настоящее время новейшие научные и технологические результаты, достигнутые в отрасли, полностью определяются прогрессом в освоении ряда приоритетных направлений развития науки и техники и критических технологий. Одним из таких направлений является АО. Использование систем АО является признанным подходом для преодоления случайных искажений, принципиально ограничивающих возможности применения оптико-электронных систем (ОЭС). Применение систем АО позволяет в принципе обеспечить дифракционно-ограниченные характеристики для ОЭС при работе в турбулентной атмосфере. Следует отметить стратегическую значимость развития систем АО для ОЭС для оборонной промышленности. Адаптивные системы должны обеспечить работу ОЭС в атмосфере при различных режимах искажений, вплоть до сильных. Конкретное приложение результатов выполнения проекта станет создание системы АО для солнечного телескопа, особенность которой станет возможность ее работы в условиях проявления сильной турбулентности. Это связано с тем, что солнечные телескопы работают в условиях действия дневной, следовательно, более сильной, по сравнению с ночной, турбулентности. В первую очередь, в проекте будет развиваться пакет компьютерных программ для моделирования работы систем АО, позволяющих в динамике оценить реальное действие атмосферной турбулентности на оптические волны. Пакет будет включать в себя решение задачи распространения оптических волн в турбулентной атмосфере; измерения искажений волнового фронта; решение задач по расчету управляющих воздействий на активный оптический элемент. По совокупности включенных в него составляющих и его функциональных возможностей, данный пакет программ будет иметь мировой научный приоритет, поскольку новые разработки будут базироваться на фундаменте сегодняшних достижений коллектива. Пакет программ будет применен для проведения расчетов исходных параметров всех элементов, входящих в систему АО, расчета сигналов коррекции искажений в системе и для оценки эффективности ее использования. При проведении этих расчетов будут использованы данные о состоянии атмосферной турбулентности, полученные как результат измерений в месте расположения ОЭС. Данные численных расчетов и использовании научно-технического задела (см. файлы 1, 2 с дополнительной информацией) позволят создать действующий макет системы АО для работы в составе Большого солнечного вакуумного телескопа (БСВТ) Института солнечно-земной физики СО РАН (г. Иркутск). Одним из критически важных элементов макета будет применение самых современных (предельно быстродействующих) деформируемых зеркал и применение прогнозирующих алгоритмов управления этими активными элементами. Для разработки прогнозирующих алгоритмов работы системы АО будут также использоваться данные измерений состояния турбулентности атмосферы вблизи самого телескопа. Успех этой части проекта будет основываться как на применении нескольких активных зеркал одновременно, так и конкретных разработок гибких деформируемых зеркал, выполненных руководителем проекта д.ф.-м.н. Кудряшова А.В. В целом, все составляющие проекта будут способствовать решению серьезной научно-технической задачи – созданию адаптивной системы коррекции изображения на солнечном крупногабаритном телескопе. Установка системы АО на крупно-апертурном солнечном телескопе БСВТ станет одним из решений актуальной физической проблемы проведения мониторинга солнечно-земных связей на основе высокоточных (с угловым разрешением на уровне 0.1 угл. с) наблюдений Солнца. Результаты будут докладываться на международных симпозиумах по оптике и астрономии, статьи планируются в печать в журналах с высоким импакт-фактором, будет также опубликована монография, обобщающая результаты наблюдений в атмосфере, предполагается защита кандидатской диссертации, выполненной на основе полученных результатов.

Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта впервые будет созданы основы для построения системы адаптивной коррекции изображения в солнечном телескопе при проявлении сильных флуктуаций. Значительных результатов в адаптивной фазовой коррекции можно достичь, используя самые современных образцы активных деформируемых зеркал (ДЗ) с большим числом каналов управления и высоким быстродействием. Однако ввиду того, что ДЗ является механическим элементом, оно обладает ограниченным быстродействием и динамическим диапазоном перестройки. Расширение динамического диапазона возможно на основе применения нескольких активных зеркал, в том числе, отдельного зеркала для коррекции наклонов волнового фронта (tip-tilt mirror). Для ускорения работы ДЗ возможна реализация алгоритмического подхода, при этом для управления активными элементами необходима разработка специальных алгоритмов управления ДЗ, позволяющих минимизировать временную задержку, связанную с запаздыванием работы ДЗ. Предполагается также, что для ускорения работы системы АО, может применяться техника фильтрации Калмана. Использование прогнозирующих алгоритмов управления будет базироваться на данных прямых измерений параметров атмосферы. При этом наиболее приемлем прямой мониторинг состояния атмосферной турбулентности по трассе работы ОЭС. Для случая астрономического телескопа это предполагает анализ вертикального распределения в атмосфере интенсивности турбулентности. Мы предполагаем получение данных об атмосфере в рутинном режиме осуществлять, используя датчик волнового фронта (ДВФ) адаптивной системы, устанавливаемый на работающем телескопе, и метеонаблюдения в районе телескопа. Коррекция, реализуемая на основе применения многозеркальной системы АО, которая сделает возможным внедрение таких систем в существующие российские астрономические телескопы, работающие в условиях сильной турбулентности. Это существенно повысит уровень и качество астрономических наблюдений, осуществляемых с территории России, в частности, в обсерваториях юга Сибири – Байкальская Астрофизическая Обсерватория, Саянская солнечная обсерватории. Это сделает востребованными отечественные обсерватории с точки зрения проведения на них высококачественных наблюдений. В результате выполнения проекта будет создан действующий макет адаптивной системы с улучшенными характеристиками, который будет установлен на астрономическом солнечном телескопе БСВТ. Телескоп получит новые возможности - практически дифракционные параметры, что даст возможность получать снимки поверхности Солнца с разрешением порядка 0.1 угл. с. Опыт, полученный при выполнении настоящего проекта, будет использован в дальнейшем при проектировании адаптивной системы для нового российского проекта 3-х метрового крупно-апертурного солнечного телескопа (КСТ), создаваемого в рамках МЕГАПРОЕКТА, выполняемого под руководством академика Г.А. Жеребцова. Важно отметить, что без системы адаптивной оптики 3х-метровый солнечный телескоп КСТ принципиально не может работать. Создание такого телескопа с системой АО позволит российской солнечной астрономии получать достойные научные результаты на мировом уровне. Результаты будут докладываться на международных симпозиумах по оптике и астрономии, статьи планируются в печать в журналах с высоким импакт-фактором, будет опубликована монография, обобщающая результаты.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Выполнение планируемых работ было начато с анализа свежих (2012-2015) материалов по крупным солнечным телескопам, на которых выполняются работы по применению адаптивной оптики. Анализ показал, что применение многозеркального управления в системах АО для астрономических солнечных телескопов интенсивно развивается. Можно выделить системы АО, использующие только два управляемых зеркала, одно из них предназначено для коррекции самой сильной аберрации - глобального наклона волнового фронта. Такие системы разрабатываются для работы в условиях сильной турбулентности. На основе обзора литературы проведен анализ эффективности применения различных типов зеркал - корректоров волнового фронта. Обнаружено, что биморфные гибкие зеркала в настоящее время могут рассматриваться как вариант использования, однако они считаются самыми медленными, следует также рассматривать мембранные зеркала на толкателях, которые уже обеспечивают полосу частот управления около 1 КГц. Начаты работы по проектированию макета двухзеркальной системы АО непосредственно в оптической схеме солнечного телескопа БСВТ. На этом макете будет доказана возможность коррекции при работе в условиях сильной турбулентности. Выполнен оптический расчет (для реальных размеров и параметров элементов) схемы введения в оптический тракт телескопа БСВТ двух зеркальной системы АО, содержащей корректор наклонов и гибкое биморфное зеркало с 31 каналами управления. На основе численного решения уравнения Навье-Стокса выполнен анализ влияния турбулентности внутри помещении самого телескопа. Для отработки элементной базы и алгоритмов управления системой АО привлекается математическое моделирование. Доработана численная модель системы АО, в нее были включены блоки моделирования динамической турбулентности и применения управляемых зеркал нескольких типов с числом приводов, варьируемым от нескольких единиц до нескольких сотен. В результате создан блок движения турбулентности, использующий модификацию спектрально-фазового метода, основанную на обобщении гипотезы Тейлора с помощью рекурентного алгоритма. Предложен эффективный алгоритм формирования изменяющихся во времени двумерных случайных полей с известным временным спектром. Показана возможность реализации предложенного метода с использованием параллельных алгоритмов. Блок динамической турбулентности разработан как для целей использования при численном моделировании, так и для создания имитатора фазовых искажений на стенде. Модифицирован блок программ, моделирующих работу гибкого зеркала. В действующей программе деформация гибкого зеркала может задаваться через произвольную конфигурацию размещения управляющих элементов. Программа позволяет произвольно менять число управляющих элементов. Обеспечена возможность моделирования работы активных зеркал различных типов: биморфного, мембранного и МЭМС. Выполнен численный эксперимент по коррекции турбулентных искажений гибкими зеркалами с различным числом степеней свободы и при различных уровнях турбулентности. Были осуществлены работы по запуску двух экспериментальных стендов для отработки элементной базы систем АО. Стенд на БСВТ служит для испытания систем в натурных условиях, а лабораторный имитационный стенд используется для отработки алгоритмов адаптивного управления в контролируемых условиях. Стенд по испытанию систем АО в реальных условиях натурного эксперимента создан непосредственно на БСВТ. Оптическая схема стенда вписана в оптическую схему самого телескопа. В состав стенда входят: датчик волнового фронта (ДВФ), биморфное гибкое зеркало и согласующая оптика, анализатор качества изображения (АКИ), компьютеры для обработки данных. Оборудование этого стенда обеспечило проведено натурных измерений в экспедициях. Проведена модернизация этого стенда. Потребности в такой модернизации связаны с тем, что для создания системы АО для солнечного телескопа, работающей в режиме сильных флуктуаций интенсивности, необходимы дополнительные исследования статистических характеристик параметров корректируемого волнового фронта. Поэтому создан новый ДВФ на основе камеры Prosilica GX-1050, имеющей частоте 309 кадров/с. Также была осуществлена модернизация программного обеспечения ДВФ и АКИ. Написаны компьютерные программы процедуры ввода изображения с помощью новой камеры с использованием механизма буферизации кадров в оперативной памяти с параллельной обработкой кадров в реальном времени эксперимента. Отлажено и проверено на лабораторных испытаниях программное обеспечение высокоскоростного контроля качества изображения с одновременной записью кадров в дисковую память компьютера, управляющего системой АО. Это модифицированное программное обеспечение для ДВФ и АКИ передано в ноябре 2015 в эксплуатацию. Этот стенд станет макетом системы АО для БСВТ. Введен в эксплуатацию лабораторный имитационный стенд для проведения испытаний систем АО в контролируемых условиях. Основой стенда является имитатор фазовых искажений с системой формирования пучка оптического излучения. Имитатор фазовых искажений волнового фронта использует активные гибкие зеркала различного типа (биморфное зеркало, МЭМС, мембранное зеркало на пьезотолкателях) с системой высоковольтных усилителей, управляемых с помощью компьютера. Имитируемое фазовое распределение в оптической волне возникает в результате отражения от активного зеркала. Под действием управляющих сигналов фаза отраженного излучения может изменяться в пространстве и времени. Начата разработка скоростного корректора наклонов на толкателях, создана схема построения такого устройства для коррекции наклонов волнового фронта, проработаны отдельные узлы, рабочие чертежи переданы в опытное производство ИОА СО РАН для изготовления, приобретена комплектация для электронной системы управления таким устройством Для изучения турбулентности атмосферы осуществлялись регулярные экспедиции в пос. Листвянка - точку стояния солнечного телескопа БСВТ. Всего за весь период было осуществлено три экспедиционных выезда: в августе-сентябре, в октябре и в ноябре-декабре. В итоге были получены данные по турбулентности атмосферы для точки стояния БСВТ для двух сезонов: осень и зима. В экспериментальных работах использовались оптические измерители: ДВФ, обеспечивающей данные и анализ волнового фронта с частотой 180-202 Гц, АКИ, позволяющий получать изображения Солнца. Проводилась постоянная запись метеопараметров с помощью метеостанции «Метео-2». АКИ использовался в экспедиционных измерениях и давал изображения поверхности Солнца при различных условиях наблюдения. Были получены и анализировались изображения видимой поверхности Солнца. Использованы различные критерии для оценки качества изображения. Полученные данные по турбулентности в районе БСВТ использованы для расчета параметров элементов системы АО – датчика волнового фронта, корректора наклонов и гибкого зеркала. Выполнены теоретические аналитические расчеты для оценки эффективности работы многозеркальной системы АО по данным наблюдений на БСВТ и оценки ограничений, вносимых ДВФ и деформируемым зеркалом, определение быстродействия коррекции. Выполнены оценки точности работы ДВФ. Определено оптимальное соотношение между размером субапертуры датчика, радиусом когерентности и угловым размером объекта слежения, который может быть эффективно использован для измерения. Было получено, что необходимый угловой размер объекта слежения на поверхности Солнца при работе на БСВТ должен быть не больше 7-10 угловых секунд. Анализ и обобщение данных измерений турбулентности используются для построения высотной модели атмосферы, описывающие поведение осредненных значений уровня турбулентности и скорости ветра. При этом в качестве исходной модели использована высотная модель эволюции интенсивности турбулентности, которая будет формироваться по данным метеоизмерений приземного значения структурного параметра показателя преломления и интегрального значения по всей толще атмосферы, вычисляемого по данным от ДВФ. Для построения модели необходимы измерения во всех четырех сезонах года, поэтому эти работы будут продолжены в 2016 году. Одним из направлений исследований для обеспечения работы системы в условиях сильных флуктуаций является развитие алгоритмов управления. Выполнены расчеты по оценке требований к динамическим характеристикам систем АО при работе турбулентной атмосфере. Эти исследования были мотивированы тем, что биморфные зеркала не обладают достаточным быстродействием. Показано, что традиционную систему АО можно рассматривать как систему постоянного временного запаздывания. Возможно построение более эффективной «скоростной» системы АО, использующая для управления информацию о скорости эволюции фазовых искажений, которая обеспечивает большие допустимые временные задержки, т.е. более низкие требуемые частоты при управлении. Анализирован еще один метод управления, основанный на использовании гипотезы «замороженной» турбулентности. Выполнены аналитические расчеты оптимальные параметров системы АО по данным экспедиционных измерений. На основе численного моделирования также отрабатывались алгоритмы работы системы АО на основе прогнозирующего управления, в том числе, при реализации градиентного управления и управления на основе применения фильтра Калмана. Исследовалась эффективность уменьшения влияния временной задержки в системе АО на основе реализации опережающей адаптивной коррекции, суть которой, состоит в подаче на зеркало управляющих воздействий, вычисленных относительно волнового фронта, измеряемого в данный момент, но построенных с учетом прогнозируемых значений измерений датчика. Разработан метод вычисления поперечных составляющих скорости ветра, в основе которого лежит корреляционный анализ данных ДВФ. В результате данные ДВФ могут эффективно использоваться для построения прогнозирующих алгоритмов управления. в 2016 году предполагается предварительная отработка этих алгоритмов на имитационном стенде в контролируемых условиях. Результаты выполнения работ доложены на конференциях и совещаниях в 12 докладах и опубликованы в 12 статьях.

 

Публикации

1. Antoshkin L.V., Goleneva N.V., Lavrinov V.V., Lavrinova L.N. Adaptive correction of turbulent distortions by MEMS flexible mirror Proceeding of SPIE, V.9680. p. 9680 1W (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1117/12.2205768

2. Антошкин Л.В., Голенева Н.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Метод вычисления поперечных составляющих скорости ветра на входной апертуре адаптивной системы по измерениям датчика волнового фронта Шэка-Гартмана Автометрия, Т.51. Вып. 6. С.63-69 (год публикации - 2015)

3. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Развитие алгоритмов управления гибким зеркалом Оптика атмосферы и океана, Т. 28. № 10. С. 929-933 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.15372/АОО20151010

4. Голенева Н.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Numerical research of measurements of Shack-Hartmann wavefront sensor according to the parameters of its optical parts and the intensity of turbulent distortions Proceedings of SPIE, V.9680. p. 9680 2F (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1117/12.2205591

5. Голенева Н.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Analysis of correlation properties of Shack-Hartmann sensor measurements depending on the characteristics of the intensity distribution Proceedings of SPIE, V.9680. p. 9680 IJ (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1117/12.2205543

6. Голенева Н.В., лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Харапудченко О. The numerical research of the dependence of the correlation property of the measurement of the Shack–Hartmann wave-front sensor on the lenslet array size and the turbulent distortions intensity Известия BУЗов. Физика, Т.58. №10/3. C.224-228 (год публикации - 2015)

7. Киселев В.Ю., Берченко Е.А., Филатов А.С., Коняев П.А., Лавринова Л.Н., Лукин В.П. Имитатор фазовых искажений волнового фронта Материалы конференции «Оптико-электронные приборы и системы». ПАО «Красногорский завод им. С.Ф. Зверева». Москва., с.54-56 (год публикации - 2015)

8. Коняев П.А. A Computer-Based Simulator of the Atmospheric Turbulence Proceedings of SPIE, V.9680. p. 9680 25 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1117/12.2205900

9. Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Голенева Н.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПОЛУЧЕННЫХ ДАТЧИКОМ ШЭКА–ГАРТМАНА ОТ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЗОВОГО РАСТРА И ИНТЕНСИВНОСТИ ТУРБУЛЕНТНЫХ ИСКАЖЕНИЙ Известия BУЗов. Физика, Т. 58. №10/3 (год публикации - 2015)

10. Лукин В.П. Residual Distortions Caused by the Size of a Reference Source Proceedings of SPIE, V. 9641 (Optics in Atmospheric Propagation and Adaptive Systems XVIII). p.96410G (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1117/12.2197003

11. Носов В.В., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Структура движений воздуха на оптических трассах в специализированных помещениях астрономических телескопов Материалы конференции «Оптико-электронные приборы и системы». ПАО «Красногорский завод им. С.Ф. Зверева». Москва., с.44-46 (год публикации - 2015)

12. Носов В.В., Носов Е.В., Лукин В.П., Торгаев А.В. Особенности структуры турбулентности в обсерваториях юга Сибири Тезисы докладов межд. конференции «Настоящее и будущее малых и средних телескопов». САО РАН. Нижний Архыз., С.54-57 (год публикации - 2015)


Аннотация результатов, полученных в 2016 году
На протяжении всего года выполнение планируемых работ сопровождалось анализом свежих (2015-2016) опубликованных материалов по крупным солнечным телескопам, на которых выполняются работы по применению адаптивной оптики. Анализ литературных источников показал, что применение многозеркального управления для астрономических солнечных телескопов в мире развивается довольно интенсивно. В итоге была определена референтная группа развиваемых систем АО, в которых используется два управляемых зеркала, одно из них предназначено для коррекции самой сильной аберрации - глобального наклона волнового фронта. Такие системы разрабатываются, в том числе, для работы солнечных телескопов в условиях сильной турбулентности. На основе обзора литературы также проведен анализ эффективности применения различных типов управляемых зеркал - корректоров волнового фронта. Обнаружено, что биморфные гибкие зеркала в настоящее время все еще рассматриваются как рабочий вариант использования при числе актюаторов не более 100-300, но в тоже время они считаются самыми медленными и требуют специального развития алгоритмов управления. Однако по соотношению цена-качество биморфные и мембранные зеркала относятся к одному классу. Обзор научных публикаций позволил подготовить техническое задание на проектирование и изготовление оптической системы ввода АО в тракт телескопа. Совместно с ИСЗФ СО РАН было проведено проектирование макета системы ввода двухзеркальной системы АО непосредственно в оптическую схему солнечного телескопа БСВТ. Эта схема является основой макета, на котором будет отрабатываться адаптивная коррекция при работе в условиях реальной турбулентности озера Байкал. Выполнен оптический расчет (для реальных размеров и параметров элементов АО) схемы введения в оптический тракт телескопа БСВТ двухзеркальной системы АО, содержащей корректор наклонов и гибкое биморфное зеркало с 31 каналами управления. Разрабатывались алгоритмы управления системой АО на основе математического моделирования. Была доработана численная модель всей системы АО, в результате создан блок движения турбулентности, использующий модификацию спектрально-фазового метода, основанную на обобщении гипотезы Тейлора с помощью рекурентного алгоритма. Предложен эффективный алгоритм формирования изменяющихся во времени двумерных случайных полей с известным временным спектром. Реализован предложенный метод с использованием параллельных алгоритмов. В итоге, блок динамической турбулентности разработан и используется, как для целей численного моделирования, так и для создания имитатора фазовых искажений на стенде. Выполнен сопоставительный численный эксперимент по коррекции турбулентных искажений гибким зеркалом с различными алгоритмами управления и при различных уровнях турбулентности. Были осуществлены работы по модернизации двух экспериментальных стендов для отработки элементной базы систем АО. Стенд на БСВТ обеспечивает испытания систем в натурных условиях, а лабораторный имитационный стенд используется для отработки алгоритмов адаптивного управления в контролируемых условиях. Стенд по испытанию систем АО в реальных условиях натурного эксперимента создан непосредственно на БСВТ. В состав стенда была введена дополнительно новая метеосистема, для стенда создан новый (высокоскоростной) датчик волнового фронта (ДВФ), модифицировано программное обеспечение для анализатор качества изображения (АКИ), были приобретены и установлены дополнительные накопители для записи данных оптических экспериментов. Оборудование этого стенда обеспечило проведение натурных измерений в нескольких экспедициях. Новый ДВФ был создан на основе камеры Prosilica GX-1050, имеющей частоте 309 кадров/с. Также в течение года была осуществлена модернизация всего программного обеспечения ДВФ и АКИ. Были написаны компьютерные программы процедуры ввода изображения с помощью новой камеры с использованием механизма буферизации кадров в оперативной памяти с параллельной обработкой кадров в реальном времени эксперимента. Отлажено и проверено на лабораторных испытаниях программное обеспечение высокоскоростного контроля качества изображения с одновременной записью кадров в дисковую память компьютера, управляющего системой АО. Все модифицированное программное обеспечение для ДВФ и АКИ передано в опытную эксплуатацию. Этот стенд станет макетом системы АО для БСВТ. В лаборатории ИОА СО РАН успешно функционирует лабораторный имитационный стенд для проведения испытаний систем АО в контролируемых условиях. Основой стенда является имитатор фазовых искажений с системой формирования пучка оптического излучения. Эта система, созданная на основе коллиматора и лазерного источника, была введена в работу. Имитатор фазовых искажений волнового фронта использует активные гибкие зеркала различного типа (биморфное зеркало, МЭМС, мембранное зеркало на пьезотолкателях) с системой высоковольтных усилителей, управляемых с помощью компьютера. Имитируемое фазовое распределение в оптической волне возникает в результате отражения от активного зеркала. Под действием управляющих сигналов фаза отраженного излучения может изменяться в пространстве и времени. Главным достижением года стало успешное завершение разработки скоростного корректора наклонов на толкателях. В итоге на стенде создана схема устройства для коррекции наклонов волнового фронта, проработаны ее отдельные узлы, рабочие чертежи переданы в опытное производство ИОА СО РАН для изготовления, приобретена комплектация и изготовлена электронная система управления устройством. Сделана программа управления корректором, на нее получено свидетельство регистрации. Для изучения турбулентности атмосферы осуществлялись регулярные экспедиции в пос. Листвянка - точку стояния солнечного телескопа БСВТ. Всего за весь период было осуществлены экспедиционные выезды в феврале, апреле, мае, августе и октябре. В итоге были получены данные по турбулентности атмосферы для точки стояния БСВТ для всех сезонов года. В экспериментальных работах использовались оптические измерители: ДВФ, обеспечивающей данные и анализ волнового фронта с частотой свыше 300 Гц, синхронно работал анализатор качества изображения (АКИ), позволяющий получать изображения Солнца. Проводилась постоянная запись метеопараметров с помощью двух метеостанций «Метео-2». АКИ использовался в экспедиционных измерениях и давал изображения поверхности Солнца при различных условиях наблюдения. Были получены и анализировались изображения видимой поверхности Солнца. В измерителе АКИ использованы различные критерии для оценки качества изображения. Анализ и обобщение данных измерений турбулентности (различными методами) позволили выполнить построение высотных модели атмосферы, описывающие поведение осредненных значений уровня турбулентности и скорости ветра до высот 20 км. Имеются данные по суточными изменениям (день-ночь), сезонным (зима, лето, осень, весна). Обнаружены интересные закономерности по проявлению турбулентности в различные моменты времени дня и сезонов. Работы над моделями атмосферы требуют продолжения и постоянного совершенствования, как аппаратуры, так и методик расчета. Полученные данные по турбулентности в районе БСВТ были использованы для расчета параметров элементов системы АО – датчика волнового фронта, корректора наклонов и гибкого зеркала. Выполнены теоретические аналитические расчеты для оценки эффективности работы многозеркальной системы АО по данным наблюдений на БСВТ, определено требуемое быстродействия коррекции. Важнейшим направлением исследований для обеспечения работы системы в условиях сильных флуктуаций является развитие алгоритмов управления. Были продолжены расчеты по оценке требований к динамическим характеристикам систем АО при работе турбулентной атмосфере. Это было мотивированы тем, что биморфные зеркала не обладают достаточным быстродействием. Предложено построение эффективной «скоростной» системы АО, использующая для управления информацию о скорости эволюции фазовых искажений, которая обеспечивает большие допустимые временные задержки, т.е. более низкие требуемые частоты при управлении. Выполнены аналитические расчеты оптимальные параметров системы АО по данным экспедиционных измерений. По данным экспериментов на стенде на основе численного моделирования отрабатывались алгоритмы работы системы АО на основе прогнозирующего управления, в том числе, при реализации градиентного управления и управления на основе применения фильтра Калмана. Исследовалась реализация опережающей адаптивной коррекции, суть которой, состоит в подаче на зеркало управляющих воздействий, вычисленных относительно волнового фронта, измеряемого в данный момент, но построенных с учетом прогнозируемых значений измерений датчика. На стенде выполняются эксперименты по проверке ранее разработанного метода определения поперечных составляющих скорости ветра по данным ДВФ. В результате показано, что данные ДВФ могут эффективно использоваться для построения прогнозирующих алгоритмов управления. Выполнена предварительная отработка этих алгоритмов на имитационном стенде в контролируемых условиях. На основе научных результатов, полученных при выполнении проекта РНФ, членами коллектива проекта были защищены две кандидатские диссертации (Копылов Е.А., Шиховцев А.Ю.) защищена магистерская диссертация (Голенева Н.В.) и дипломная работа (Селин А.А.). Получены 4 свидетельства по регистрации алгоритмов для обеспечения работы системы АО. Материалы выполнения работ вошли в опубликованную монографию. По тематике проекта было выполнена 21 публикация, прочитано 17 научных докладов.

 

Публикации

1. Антошкин Л.В., Ботыгина Н.Н., Больбасова Л.А., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Ковадло П.Г., Кудряшов А.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П., Чупраков С.А., Селин А.А., Шиховцев А.Ю. Adaptive system for solar telescope for working in the conditions of strong atmospheric turbulence Proceedings of SPIE, Vol. 9909 990932-1 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1117/12.2231936

2. Антошкин Л.В., Ботыгина Н.Н., Больбасова Л.А., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Ковадло П.Г., Кудряшов А.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П., Чупраков С.А., Селин А.А., Шиховцев А.Ю. Адаптивная оптическая система для солнечного телескопа, обеспечивающая его работоспособность в условиях сильной атмосферной турбулентности Оптика атмосферы и океана, Т.29. №11. С. 895–904 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.15372/AOO20161101

3. Антошкин Л.В., Голенева Н.В., ларинов В.В. Ларинова Л.Н. Method of Calculating the Cross-Wind Speed at the Entrance Aperture of an Adaptive System Based on Shack–Hartmann Wavefront Sensor Measurements Optoelectronics, Instrumentation and Data, Vol. 51. No. 6. pp. 587–592 (год публикации - 2016)

4. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Development of Flexible Mirror Control Algorithms Atmospheric and Oceanic Optics, Vol. 29(1). p.84–88 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1134/S1024856016010024

5. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Численный анализ эволюции фазовых флуктуаций светового поля на входной апертуре адаптивной оптической системы Оптика атмосферы и океана, Т.29. №11. С. 926–933 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.15372/AOO20161105

6. Больбасова Л.А., Лукин В.П. Аналитические модели высотной зависимости структурной характеристики показателя преломления турбулентной атмосферы для задач адаптивной оптики Оптика атмосферы и океана, Т29. №11.С.918-925 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.15372/AOO20161104

7. Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Лукин В.П., Копылов Е.А. Seasonal variability of the quality of astronomical seeing on the Large Solar Vacuum Telescope Proceedings of SPIE, V.10035. p. 10035–95 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1117/12.2248879

8. Коняев П.А., Лукин В.П. Computation algorithms for simulation in atmospheric optics Applied Optics, Vol. 55(12). p.B107-B112 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1364/AO.55.00B107

9. Копылов ЕА, Лукин ВП, Koвадло ПГ, Шиховцев АЮ The study of variability of the atmospheric turbulence in the region lake Baykal Proceedings of SPIE, Vol. 9909. p. 9909-3S (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1117/12.2231940

10. Лавринов В.В., Лавронова Л.Н., Антошкин Л.В. Improving the reliability of the method calculating the speed of cross-wind transport of turbulent distortion of optical radiation Proceedings of SPIE, Vol. 10035, 100351C (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1117/12.2248747

11. Лавринов ВВ, Лавринова ЛН Spatial and temporal characteristics of an adaptive optics system Proceedings of SPIE, V.10035. p. 10035–67 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1117/12.2248744

12. Лукин В.П, Ковадло П.Г. Шиховцев А.Ю. Site selection for modern ground based large telescopes Proceedings of SPIE, V.10035. p. 10035–117 (год публикации - 2016)

13. Лукин В.П., Носов В.В., Ковадло П.Г., Носов Е.В., Торгаев А.В. Causes of non-Kolmogorov turbulence in the atmosphere Applied Optics, Vol. 55(12). p.B163-B168 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1364/AO.55.00B163

14. Лукин В.П., Сазонова П.В. Dynamic properties of adaptive optical systems Russian Physics Journal, Vol. 59. No. 7 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1007/s11182-016-0871-z

15. Лукин В.П., Сазонова П.В. Динамические свойства адаптивных оптических систем Известия BУЗов. Физика, Т. 59. №7. С.121-129 (год публикации - 2016)

16. Носов В.В., Лукин В.П., Ковадло П.Г., Носов Е.В., Торгаев А.В. Оптические свойства турбулентности в горном пограничном слое атмосферы Новосибисрк. Издательство СО РАН, 153 стр. (год публикации - 2016)

17. Лавринов В.В. Программа управления адаптивной оптической системой на основе прогноза фазовых искажений по измерениям датчика волнового фронта Шэка-Гартмана -, Заявка №2016611223 (год публикации - )

18. Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Голенева Н.В. Программа вычисления напряжений, управляющих биморфным зеркалом в фазосопряженной адаптивной оптической системе -, Заявка №2016611287 (год публикации - )

19. Мукашев А.М., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Антошкин Л.В. Программа управления пьезоэлектрическими дефлекторами -, Заявка №2016619487 (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В рамках проекта были проведены научно-исследовательские работы в интересах создания системы АО для коррекции искажений, обусловленных действием турбулентности атмосферы. В 2017 году выполнялись работы по совершенствованию модели местной атмосферной турбулентности, включающей в себя модели структурного параметра показателя преломления, внешнего масштаба турбулентности и скорости ветра, которые были разработаны для региона в период 2015-2016 гг. В течение года были получены новые данные во время 4х экспедиционных выездов для уточнения и развития местной модели турбулентности. Во время измерений была согласована работа двух метео-систем, ДВФ, АКИ и проводился реанализ стандартных метеоданных для точки стояния БСВТ. В результате обработки большого объема метеоданных для региона получила дальнейшее развитие модель турбулентности, в частности, существенно дополнена модель вертикальной эволюции скорости ветра. В измерениях использовался модернизированный ДВФ, позволяющий проводить измерения при различных условиях по турбулентности. Были обеспечены работы на БСВТ не только днем - по Солнцу, но и ночью – по Луне, выполнены измерения дрожания лунных и солнечных изображений с помощью ДВФ и получены значения радиуса когерентности. Это обеспечило возможность построение частотной модели радиуса когерентности для оценки вероятности получения высококачественных изображений, как в дневные часы, так и в ночные. В частности, было обнаружено, что имеет место тенденция (по данным наблюдений за 68 лет), что в летний период в районе, примыкающему к озеру Байкал, наблюдается уменьшение эффективной скорости турбулентных течений примерно от 3,8 до 2 м/c. В течение 2017 года при выполнении проекта проводилось моделирование всей системы АО. При этом были использованы местные модели турбулентности атмосферы. В первую очередь был выполнен аналитический расчет такого важного параметра, определяющего эффективность работы системы телескопа, как угол изопланатизма. Для его реализации была предварительно рассчитана эффективная высота атмосферной турбулентности и использованы данные прямых измерений радиуса когерентности. В аналитических расчетах использована многослойная модель вертикальной эволюции структурного параметра показателя преломления для точки стояния БСВТ. Выполненные работы включали в себя также динамическое моделирование системы АО для солнечного телескопа с учетом всех используемых элементов, включая алгоритмы управления, с целью определения требуемой частоты работы замкнутого контура двухзеркальной адаптивной системы, анализа динамики модовых составляющих искажений волнового фронта, включая анализ наклонов, дефокусировки и высших аберраций. При этом система АО была представлена как система с постоянным временем запаздывания, которое складывается из времени обработки информации, полученной видеокамерой, времени вычисления управляющих воздействий на адаптивное зеркало, времени отработки зеркала, включающего инерционность и переходные процессы механической конструкции данного зеркала. Для решения задачи распространения оптической волны в случайно-неоднородной среде использована модификация метода расщепления для неоднородных трасс с переменным шагом и произвольным распределением параметров атмосферы вдоль трассы распространения. Как итог проведенных исследований, был предложен метод опережающей коррекции, основанный на анализе влияния поперечного ветрового переноса искажений волнового фронта на траекторию движения координат центров тяжести фокальных пятен в ДВФ. Этот метод был реализован в численном эксперименте при применении опережающей адаптивной коррекции с использованием фильтра Калмана. Полученные результаты численных расчетов по динамической модели системы АО сопоставлялись с данными, получаемыми из экспериментов на имитационном стенде. Для обеспечения внедрения результатов на БСВТ была разработана и изготовлена уникальная элементная база для системы АО на солнечном телескопе, а именно, юстировочный столик с блоком смены растров для высокоскоростного датчика волнового фронта (ДВФ), оптические элементы схемы ввода АО в тракт БСВТ, измерительный датчик для корректора наклонов, а также осуществлено тиражирование, ранее разработанного, корректора наклонов волнового фронта. Специальная конструкция юстировочного столика. обеспечивает тонкую настройку и быструю смену растров при установке в оптическую схему солнечного телескопа БСВТ. В настоящее время ДВФ с использованием юстировочного столика и методики его настройки, используется в системе АО для БСВТ. Данное изделие было признано законченной опытно-конструкторской разработкой ИОА СО РАН и вошло в годовой отчет Института за 2017 год. Для обеспечения управления фазовым фронтом для компенсации дрожания изображения был разработан, изготовлен, прошел экспериментальную проверку на стендах и установлен на БСВТ двух-координатный пьезокерамический корректор углов наклона волнового фронта. Основным отличием данного устройства от известных аналогов, является малое время установки зеркала, сохранение плоскостности зеркала во всем диапазоне корректируемых углов наклона волнового фронта. В настоящее время оформляется заявка на патент. Перед установкой созданных новых элементов системы на БСВТ они прошли проверку на имитационном лабораторном стенде. В 2017 год был решен ряд задач с использованием регулярных измерений на имитационном стенде. Прежде всего, были отработаны алгоритмы управления гибкими зеркалами, в рамках испытаний созданного макета корректора волнового фронта, определен его динамический диапазон и частотная характеристика. На стенде работали одновременно ДВФ и фазовый имитатор на базе биморфного деформируемого зеркала. С помощью фазового имитатора была обеспечена работа системы АО при значениях радиуса когерентности в диапазоне 1-10 см, что полностью перекрывает различные режимы турбулентности на БСВТ. Таким образом, была обеспечена имитация на стенде работы системы АО в различных режимах турбулентности, сопоставительный численный эксперимент позволил сравнить различные алгоритмы работы системы АО. На имитационном стенде сравнивалась в сопоставительном эксперименте эффективность различных алгоритмов работы системы АО, в том числе, при использовании прогнозирующего алгоритма на основе фильтра Калмана. Разработанные программы были переданы вместе с работающей системой АО и установлены на стенд БСВТ во время планового выезда в ноябре 2017. Конечным результатом экспериментов на имитационном стенде стал перенос работающих алгоритмов управления системой АО на стенд БСВТ, который реально произошел в ноябре 2017. Пожалуй, главным итогом работ 2017 года стала разработка зеркальной оптической системы ввода двух-зеркальной системы АО на БСВТ. Эти работы были выполнены силами команды проекта при участии сотрудников ИСЗФ СО РАН. Созданная и установленная на БСВТ оптическая схема предназначена для использования многоэлементных деформируемых зеркал диаметром 50 мм. Удалось сделать схему компактной, что делает ее удобной в юстировке и каждодневной эксплуатации в рутинных наблюдениях по физике Солнца. Итогом работ 2017 года стало, конечно, проведение пробного запуска системы АО с использованием новой схемы ввода. Для этой цели использовано все новое оборудование: пьезокерамический корректор наклонов, юстировочный столик, новый более скоростной датчик волнового фронта, анализатор качества изображения с модифицированным математическим обеспечением. Оптические измерения традиционно сопровождались измерениями метеопараметров вблизи БСВТ. Физически система ввода была установлена на БСВТ в октябре 2017. На основе полученных данных (в период 1-11 ноября) наблюдений Солнца на БВСТ с помощью АКИ был проведен анализ качества, формируемых изображений, в том числе, для отбора отдельных изображений в моменты наилучшего качества для апостериорной обработки. Обеспечена статистическая обработка экспериментальных данных измерений волнового фронта на БСВТ (за 2016 - 2017). Таким образом, в 2017 году на стенде БСВТ была установлена, созданная оптическая схема ввода в тракт БСВТ двухзеркальной системы АО, проведен запуск этой схемы в ноябре 2017 года. В схеме использованы два управляемых зеркала: зеркало для коррекции наклонов и биморфное деформируемое зеркало; была согласована работа этой двухзеркальной системы АО с астрономическим прибором – фильтрографом; в рутинном режиме на БСВТ работает ДВФ и анализатор качества изображения (АКИ), который уже был описан в отчете за 2016 год. Результаты выполнения проекта были использованы для формулирования рекомендаций для этапа проектирования системы АО для строящегося 3х метрового солнечного телескопа КСТ. На основе анализа литературы выявлены возможные подходы к созданию ДВФ для управления многозеркальными системами АО, проведено обобщение опыта применения различных типов гибких зеркал и способов введений их в общую схему солнечного телескопа, сформулированы предложения по организации оптической схемы ввода системы АО, использовав опыт, полученный на БСВТ, в том числе, по включению в схему измерительных астрономических инструментов. Конкретные элементы будущей многозеркальной системы АО для солнечных телескопов обсуждались с лучшими мировыми специалистами (Германии, Франции, США, Италии) на конференциях в Сан-Диего (США), в Варшаве (Польша), в Улан-Баторе (Монголия) и в Ялте на конференции по астрономии. Научный план на 2017 год коллективом проекта был выполнен в полном объеме. Полученные результаты были опубликованы в 19 статьях, большинство из которых индексируются в базе SCOPUS (WOS), 2 компьютерные программы получили государственную регистрацию, была защищена кандидатская диссертация по тематике проекта. Прочитано 13 докладов на конференциях, в том числе, 1 доклад на международном симпозиуме «Remote Sensing» в Польше, 2 доклада на международном симпозиуме “Optics & Photonics” в США, доклад на всероссийской конференции по астрономии в Ялте, приглашенный доклад на международной конференции по астрономии в Монголии. Состоялось участие в выставке «Фотоника. Мир лазеров и оптики». На ней была представлена законченная научно-техническая разработка «Исследовательские стенды для испытаний систем адаптивной оптики», выполненная в рамках проекта, которая была удостоена диплома ЛАС.

 

Публикации

1. Антошкин Л.В., Борзилов А.Г., Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Кудряшов А.В., Лавринова Л.Н., Лавринов В.В., Лукин В.П., Селин А.А. Исследовательские стенды для испытаний систем адаптивной оптики Информационный бюллетень Лазерной Ассоциации «Лазер-Информ», №10(601). С.7-11. (год публикации - 2017)

2. Антошкин Л.В., Борзилов А.Г., Ливринова Л.Н. Лавринов В.В. Program–hardware complex for optical beams formation with modeled tilt angels Proceeding of SPIE, Vol.10466. p.10466 0X (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.22849

3. Антошкин Л.В., Ботыгина Н.Н., Больбасова Л.А., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Ковадло П.Г., Колобов Д.Ю., Кудряшов А.В., лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П., Чепраков С.А. Селин А.А.. Шиховце А.Ю. Adaptive optics system for solar telescope operating under strong atmospheric turbulence Atmospheric and Oceanic Optics, V.30. № 3. P. 291-299 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1134/S1024856017030034

4. Антошкин Л.В., Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Лукин В.П. Этапы развития адаптивной оптической системы для Большого солнечного вакуумного телескопа Известия Главной астрофизической обсерватории в Пулкове, № 224. C.5-10. (год публикации - 2016)

5. Больбасова Л.А., Шиховцев А.Ю., Лукин В.П. Оценка астроклиматических параметров с использованием данных реанализа NCEP/NCAR Cборник Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (Электронный сборник тезисов докладов Четырнадцатой Всероссийской открытой конференции), С. 145. (год публикации - 2016)

6. Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Лукин В.П. Развитие элементной базы для создания системы адаптивной оптики на солнечном телескопе Оптика атмосферы и океана., Т.30. №11. С.990-997 (год публикации - 2017)

7. Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Лукин В.П. Statistical analysis of wave-front fluctuations from measurements of a wave-front sensor Proceeding of SPIE, Vol.10466. p.10466 0P. (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.2283002

8. Ковадло П.Г., Колобов Д.Ю., Лукин В.П., Носов В.В., Еселевиич М.В., Клпылов Е.А., Шиховцев А.Ю., Авдеев Ф.А. On the spectral composition of atmospheric turbulent optical distortions from observations on solar telescopes Proceedings of SPIE, Vol.10466. p.10466 0U (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.2284308

9. Ковадло П.Г., Лукин В.П., Носов В.В., Еселевич М.В., Колобов Д.Ю., Копылов Е.А., Шиховцев А.Ю. Исследование качества изображений в приложении к адаптивной оптике в горных районах Сибири Известия Главной астрофизической обсерватории в Пулкове, № 224. C.75-83 (год публикации - 2016)

10. Коняев П.А.. Копылов Е.А.. Ковадло П.Г., Лукин В.П., Селин А.А., Шиховцев А.Ю. Works on a set of data measuring turbulence in different seasons of the year Proceeding of SPIE, Vol.10466. p.10466 0N. (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.2283000

11. Лавринова Л.Н. Лавринов В.В. Лукин В.П. Dynamic adaptive control algori thm based on the realization of Kalman filter Proceeding of SPIE, V.10425. p.10425OJ (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.2283000

12. Лавринова Л.Н., Лавринов В.В. Statistical analysis of turbulent distortions of optical radiation in closed loop of the adaptive optics system Proceedings of SPIE, Vol.10466. p.10466 0V (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.2284628

13. Лавринова Л.Н., лавринов В.В. Dynamic properties of the adaptive optics system depending on the temporary transformations of mirror control voltages Proceedings of SPIE, Vol.10466. p.10466 0W (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.2284629

14. Лукин В.П., Носов В.В. Измерение дрожания изображения протяженного некогерентного источника излучения Квантовая электроника, Т.47. №6. С.580-588. (год публикации - 2017)

15. Лукин В.П., Носов В.В. Measurements of an image jitter of an extended incoherent radiation source Quantum Electronics, Т.47. №6. С.580-588 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1070/QEL16338.

16. Носов В.В.. Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Coherent structures in the air International Journal of Modern Research, Vol. 7. Iss. 8. p.38-53 (год публикации - 2017)

17. Шиховцев А.Ю., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Киселев А.В. Dynamics of the refractive properties of the atmosphere at the Big solar vacuum telescope site: new calculating method Proceedings of SPIE, Vol.10466. p.10466 0T (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1117/12.2284307

18. Шиховцев А.Ю., Ковадло П.Г., Лукин В.П. Об определении характеристик атмосферной турбулентности на разных высотах по данным реанализа Тезисы Международного симпозиума «Атмосферная радиация и динамика» (МСАРД–2017), с. 209-210. (год публикации - 2017)

19. Шиховцев А.Ю., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Киселев А.В. О динамике эффективной скорости атмосферных турбулентных течений в горных регионах юга Восточной Сибири Труды Байкальской Школы по Фундаментальной физике., С.300-301. (год публикации - 2017)

20. Лавринова Л.Н. Лавринов В.В. Программа, моделирующая фазовые флуктуации светового поля на входной апертуре адаптивной оптической системы -, 2017660132 (год публикации - )

21. Лавринова Л.Н., Антошкин Л.В., Борзилов А.Г., Лавринов В.В. Программа, формирующая управляющие сигналы с моделируемыми углами наклона для двух координатного дефлектора -, 2017660132 (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
В настоящее время имеется вполне реальная ситуация по внедрению в экономику некоторых результатов выполнения проекта. Прежде всего, может быть внедрен в практику применения в оптико-механической промышленности (корпорация Швабе) комплекс исследовательских стендов. Этот комплекс стендов был представлен на выставке «Фотоника» в 2017 году и был удостоен диплома конкурса Лазерной ассоциации России на лучшую отечественную разработку в области фотоники (см. публикацию Антошкин Л.В., Борзилов А.Г., Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Кудряшов А.В., Лавринова Л.Н., Лавринов В.В., Лукин В.П., Селин А.А. Исследовательские стенды для испытаний систем адаптивной оптики // Информационный бюллетень Лазерной Ассоциации «Лазер-Информ». 2017. №10(601). С.7-11). Комплекс стендов позволяет проводить испытания оптико-электронных систем и комплексов. Разработанный при выполнении проекта метод построения модели атмосферной турбулентности, основанный на оптико-метеорологических измерениях и проведения реанализа, может быть широко использован для построения моделей атмосферы для астрономических обсерваторий и пунктов оптических наблюдений, в том числе, и в странах СНГ. Это обеспечить большую занятость астрономов-исследователей, в том числе, и для получения научных результатов высокого уровня. Использование опыта, полученного при выполнении проекта, может быть применено для других действующих солнечных телескопов России, что позволит оснастить их современной, сравнительно недорогой, системой АО, что, в свою очередь, повысит эффективность их работы, а также качество прогноза солнечной активности.