Özet:
Atmosferik türbülans, optik imalat hataları, ısıl kaynaklı bozulmalar görüntüde
lekelenmelere, lazer demetinin hedeften sapmasına veya hedefteki tepe ışın yoğunluk
değerinin düşmesine sebep olur. Uyarlamalı optik sistemler (Adaptive Optics-AO),
türbülans etkisinin azaltılması ve böylece ışınlardaki bozulmaları düzelterek optik
sistemlerin etkinliğini arttırmak için kullanılmaktadır. Atmosfer, yapısı gereği
içerisinde çeşitli nem ve sıcaklık değerlerine sahip boyutları birbirinden farklı hava
baloncukları barındırır. I¸sın demeti atmosfer içinde ilerlemesiyle kırılım indeksi olarak
adlandırılan farklı yapılara sahip değişkenler tarafından kırılıma uğrar.
AO sistemlerin temel bileşenleri deforme edilebilir ayna (DM), dalga cephesi
algılayıcısı (WFS) ve kontrol birimidir. Sistemin temel çalışma prensibi, algılama,
hesaplama ve etkinleştirme biçimindedir. İlk olarak dalga cephesi DM tarafından
karşılanır ve dalga cephesindeki bozulma algılayıcı ile tespit edilir. Daha sonra kontrol
birimi de dalga cephesindeki hatayı giderecek şekilde deforme edilebilir aynayı sürer
ve aynadan yansıyan dalganın cephesi düzeltilmiş olur. Bu tür sistemlerdeki olması
gereken kontrol stratejisi ayna yüzey ¸seklinin uygun tayini üzerinedir.
Bu çalışmanın amacı, uyarlamalı optik sistemlerin sabit dereceli kontrolcü ile ∞
alt-optimal kontrolünü sağlamaktır. Standart optimal ∞ kontrolcü derecesinin en
az sistem derecesinde olması gerekmektedir. Literatürde bu tipteki kontrolcülere
tam dereceli kontrolcüler denmektedir. Bu tasarım kısıtından dolayı nihai kapalı
çevrim sistemin derecesi bir kat daha artmaktadır. Mühendisler, yüksek dereceli
sistemlerin, parametrelerinde olabilecek değişimlere karşı yüksek duyarlılığa sahip
olmalarından ötürü, tam dereceli kontrolcüleri kullanmaktan kaçınmaktadırlar. Sabit
dereceli kontrolcü tasarımındaki en büyük güçlük de ifade edilen bölgenin konveks
olmayan bir formda olmasıdır. Bunun üstesinden gelmek ve önem arz eden
frekans aralıgına odaklanmak amacıyla model indirgeme tekniklerine (FWBMR)
başvurulmuştur. Böylece herhangi bir ağırlıklandırma filtresinin sebep olacağı
yüksek dereceden sistemle ile uğraşmak yerine, hedeflenen frekans bölgesinde düşük
dereceden kontrolcü gerçekleştirebilecektir. Ağırlıklandırma filtrelerin kullanımı
ile tasarlanan ∞ kontrolcü hem çok yüksek dereceden olmakta hem de bu
noktalara kontrolcünün odaklanması sağlanmaktadır, halbuki FWBMR sayesinde bu
bant genişliğinde elde edilen sistem ile direk bu noktalara odaklanılmaktadır.
