Abstract

We present a new way to sense atmospheric wave-front phase distortion. Short collimated pulses of laser light at 350 nm are projected from a small auxilliary telescope. Rayleigh scattering from each pulse is recorded over a wide range of height through the main telescope aperture in a continuous sequence of fast video frames by a detector conjugate to mid-height. Phase diversity is thus naturally introduced as the pulses approach and pass through focus. We show that an iterative algorithm can extract the phase structure from the recorded images and do so with a much higher signal-to-noise ratio than is possible with existing techniques. If the requirements for real-time data recording and reduction can be met, the new method will address the need for tomographic wave-front sensing at planned 30-m-class telescopes.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
    [CrossRef]
  2. S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
    [CrossRef]
  3. M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
    [CrossRef]
  4. R. A. Gonsalves, Opt. Eng. 21, 829 (1982).
    [CrossRef]
  5. R. G. Paxman, T. J. Schulz, and J. R. Fienup, J. Opt. Soc. Am. A 9, 1072 (1992).
    [CrossRef]
  6. M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
    [CrossRef]
  7. A. E. Siegman, Lasers (University Science, Mill Valley, Calif., 1986).
  8. C. W. Allen, Astrophysical Quanities (Athlone, London, 1973).
  9. J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
    [CrossRef]
  10. L. A. Thompson and R. M. Castle, Opt. Lett. 17, 1485 (1992).
    [CrossRef]
  11. S. M. Jefferies, M. Lloyd-Hart, and E. K. Hege are preparing a manuscript to be called “Sensing wave front amplitude and phase with phase diversity.”
  12. G. B. Scharmer, High Resolution Solar Physics: Theory, Observations and Techniques, Vol. 183 of Astronomical Society of the Pacific Conference Series (Astronomical Society of the Pacific, San Francisco, Calif., 1999), p. 330.
  13. J. Primot, G. Rousset, and J. C. Fontanella, J. Opt. Soc. Am. A 7, 1598 (1990).
    [CrossRef]
  14. R. J. Noll, J. Opt. Soc. Am. 66, 207 (1976).
    [CrossRef]
  15. M. G. Löfdahl, G. B. Scharmer, and W. Wei, Appl. Opt. 39, 94 (2000).
    [CrossRef]
  16. R. L. Kendrick, D. S. Acton, and A. L. Duncan, Appl. Opt. 33, 6533 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. J. E. Nelson, Proc. SPIE 4004, 282 (2000).
    [CrossRef]
  18. P. Dierickx and R. Gilmozzi, Proc. SPIE 4004, 290 (2000).
    [CrossRef]
  19. B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, and J. M. Spinherne, Proc. SPIE 1780, 913 (1993).
    [CrossRef]

2000

J. E. Nelson, Proc. SPIE 4004, 282 (2000).
[CrossRef]

P. Dierickx and R. Gilmozzi, Proc. SPIE 4004, 290 (2000).
[CrossRef]

M. G. Löfdahl, G. B. Scharmer, and W. Wei, Appl. Opt. 39, 94 (2000).
[CrossRef]

1998

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

1994

1993

B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, and J. M. Spinherne, Proc. SPIE 1780, 913 (1993).
[CrossRef]

1992

L. A. Thompson and R. M. Castle, Opt. Lett. 17, 1485 (1992).
[CrossRef]

R. G. Paxman, T. J. Schulz, and J. R. Fienup, J. Opt. Soc. Am. A 9, 1072 (1992).
[CrossRef]

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

1990

J. Primot, G. Rousset, and J. C. Fontanella, J. Opt. Soc. Am. A 7, 1598 (1990).
[CrossRef]

1982

R. A. Gonsalves, Opt. Eng. 21, 829 (1982).
[CrossRef]

1976

Acton, D. S.

Allen, C. W.

C. W. Allen, Astrophysical Quanities (Athlone, London, 1973).

Allen, J. G.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Ameer, G. A.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Angel, J. R. P.

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

Angel, R.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

Brown, J. M.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Castle, R. M.

Christou, J. C.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Colucci, D.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

Dekany, R.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

Dierickx, P.

P. Dierickx and R. Gilmozzi, Proc. SPIE 4004, 290 (2000).
[CrossRef]

Duncan, A. L.

Duncan, T. S.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Eager, R. J.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Ealey, M. A.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Ellerbroek, B. L.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, and J. M. Spinherne, Proc. SPIE 1780, 913 (1993).
[CrossRef]

Fienup, J. R.

R. G. Paxman, T. J. Schulz, and J. R. Fienup, J. Opt. Soc. Am. A 9, 1072 (1992).
[CrossRef]

Fontanella, J. C.

J. Primot, G. Rousset, and J. C. Fontanella, J. Opt. Soc. Am. A 7, 1598 (1990).
[CrossRef]

Fugate, R. Q.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, and J. M. Spinherne, Proc. SPIE 1780, 913 (1993).
[CrossRef]

Ge, J.

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

Gilmozzi, R.

P. Dierickx and R. Gilmozzi, Proc. SPIE 4004, 290 (2000).
[CrossRef]

Glindemann, A.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Gonsalves, R. A.

R. A. Gonsalves, Opt. Eng. 21, 829 (1982).
[CrossRef]

Groesbeck, T. D.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

Hackenberg, W. K.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Hege, E. K.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

S. M. Jefferies, M. Lloyd-Hart, and E. K. Hege are preparing a manuscript to be called “Sensing wave front amplitude and phase with phase diversity.”

Hippler, S.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Hooper, E. J.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

Jacobsen, B. P.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

Jefferies, S. M.

S. M. Jefferies, M. Lloyd-Hart, and E. K. Hege are preparing a manuscript to be called “Sensing wave front amplitude and phase with phase diversity.”

Jones, G. W.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Kalas, P.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Kasper, M.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Kendrick, R. L.

Kuhns, R. M.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Lee, D. J.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Lloyd-Hart, M.

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

S. M. Jefferies, M. Lloyd-Hart, and E. K. Hege are preparing a manuscript to be called “Sensing wave front amplitude and phase with phase diversity.”

Löfdahl, M. G.

Looze, D. P.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Lowery, W. H.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Martinez, T.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

McCarthy, D.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

McCarthy, D. W.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

McGuire, P. C.

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

McLeod, B.

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

McLeod, B. A.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

Nelson, J. E.

J. E. Nelson, Proc. SPIE 4004, 282 (2000).
[CrossRef]

Noll, R. J.

Oliker, M. D.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Paxman, R. G.

R. G. Paxman, T. J. Schulz, and J. R. Fienup, J. Opt. Soc. Am. A 9, 1072 (1992).
[CrossRef]

Primot, J.

J. Primot, G. Rousset, and J. C. Fontanella, J. Opt. Soc. Am. A 7, 1598 (1990).
[CrossRef]

Roberts, T.

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

Rohloff, R.-R.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Rousset, G.

J. Primot, G. Rousset, and J. C. Fontanella, J. Opt. Soc. Am. A 7, 1598 (1990).
[CrossRef]

Ruane, R. E.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Sandler, D.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

Sandler, D. G.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

Scharmer, G. B.

M. G. Löfdahl, G. B. Scharmer, and W. Wei, Appl. Opt. 39, 94 (2000).
[CrossRef]

G. B. Scharmer, High Resolution Solar Physics: Theory, Observations and Techniques, Vol. 183 of Astronomical Society of the Pacific Conference Series (Astronomical Society of the Pacific, San Francisco, Calif., 1999), p. 330.

Schulz, T. J.

R. G. Paxman, T. J. Schulz, and J. R. Fienup, J. Opt. Soc. Am. A 9, 1072 (1992).
[CrossRef]

Siegman, A. E.

A. E. Siegman, Lasers (University Science, Mill Valley, Calif., 1986).

Spinherne, J. M.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, and J. M. Spinherne, Proc. SPIE 1780, 913 (1993).
[CrossRef]

Swindle, D. W.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Thompson, L. A.

Voas, J. K.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Wagner, K.

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

Wei, W.

Wild, W. J.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Wilson, K. B.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Wittman, D.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

Wizinowich, P.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

Wynia, J. L.

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Astronomical Society of the Pacific Conference Series

G. B. Scharmer, High Resolution Solar Physics: Theory, Observations and Techniques, Vol. 183 of Astronomical Society of the Pacific Conference Series (Astronomical Society of the Pacific, San Francisco, Calif., 1999), p. 330.

Astrophys. J.

M. Lloyd-Hart, J. R. P. Angel, T. D. Groesbeck, T. Martinez, B. P. Jacobsen, B. A. McLeod, D. W. McCarthy, E. J. Hooper, E. K. Hege, and D. G. Sandler, Astrophys. J. 493, 950 (1998).
[CrossRef]

Astrophys. J. Lett.

M. Lloyd-Hart, P. Wizinowich, B. McLeod, D. Wittman, D. Colucci, R. Dekany, D. McCarthy, R. Angel, and D. Sandler, Astrophys. J. Lett. 390, L41 (1992).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A

J. Primot, G. Rousset, and J. C. Fontanella, J. Opt. Soc. Am. A 7, 1598 (1990).
[CrossRef]

R. G. Paxman, T. J. Schulz, and J. R. Fienup, J. Opt. Soc. Am. A 9, 1072 (1992).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am.

Opt. Eng.

R. A. Gonsalves, Opt. Eng. 21, 829 (1982).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Proc. SPIE

J. E. Nelson, Proc. SPIE 4004, 282 (2000).
[CrossRef]

P. Dierickx and R. Gilmozzi, Proc. SPIE 4004, 290 (2000).
[CrossRef]

B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, and J. M. Spinherne, Proc. SPIE 1780, 913 (1993).
[CrossRef]

J. M. Spinherne, J. G. Allen, G. A. Ameer, J. M. Brown, J. C. Christou, T. S. Duncan, R. J. Eager, M. A. Ealey, B. L. Ellerbroek, R. Q. Fugate, G. W. Jones, R. M. Kuhns, D. J. Lee, W. H. Lowery, M. D. Oliker, R. E. Ruane, D. W. Swindle, J. K. Voas, W. J. Wild, K. B. Wilson, and J. L. Wynia, Proc. SPIE 3353, 22 (1998).
[CrossRef]

S. Hippler, A. Glindemann, M. Kasper, P. Kalas, R.-R. Rohloff, K. Wagner, D. P. Looze, and W. K. Hackenberg, Proc. SPIE 3353, 44 (1998).
[CrossRef]

J. Ge, B. P. Jacobsen, J. R. P. Angel, P. C. McGuire, T. Roberts, B. McLeod, and M. Lloyd-Hart, Proc. SPIE 3353, 242 (1998).
[CrossRef]

Other

S. M. Jefferies, M. Lloyd-Hart, and E. K. Hege are preparing a manuscript to be called “Sensing wave front amplitude and phase with phase diversity.”

A. E. Siegman, Lasers (University Science, Mill Valley, Calif., 1986).

C. W. Allen, Astrophysical Quanities (Athlone, London, 1973).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

Simulated sequence of nine frames showing a laser pulse as it passes through focus. The images include Poisson noise appropriate for a 100-mJ laser pulse and Gaussian read noise equivalent to 3-electron rms. The square root of the intensity is shown.

Fig. 2
Fig. 2

Results of the numerical simulation. Top, true phase across the 6.5-m pupil accumulated by the beacon in its downward path from 20  km. The rms phase distortion is 758  nm. Middle, estimate obtained from the images of Fig.  1. The difference, with a rms residual aberration of 101  nm, is displayed at the bottom.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Δh=hf2λ/r02.

Metrics