Para resolver o problema do ângulo de avanço no sistema de comunicação óptica em espaço livre estrela-terra, foi adotada uma nova técnica de detecção de frente de onda baseada na transferência de intensidade luminosa – o Padrão Projetado do Plano da Pupila (Projected Pupil Plane Pattern, PPPP) – e a viabilidade dessa técnica foi verificada por meio de experimentos laboratoriais. O PPPP é baseado na fórmula TIE de transferência de intensidade luminosa e deduz inversamente a distorção do frente de onda causada pela turbulência atmosférica com base na mudança da distribuição de intensidade luminosa em diferentes distâncias de transmissão. Como o PPPP utiliza o espalhamento Rayleigh retro do próprio laser de comunicação ascendente, a direção da medição da turbulência atmosférica coincide com a direção do satélite de comunicação, podendo assim resolver eficazmente o problema do ângulo de avanço na comunicação a laser estrela-terra. O experimento simulou um telescópio terrestre com abertura de 1 m como emissor do laser ascendente e dispositivo de imageamento do ponto de espalhamento retro, utilizando imagens do ponto de espalhamento retro do laser ascendente em alturas equivalentes de 10 km e 17 km para realizar a detecção do frente de onda da turbulência atmosférica abaixo de 10 km. O dispositivo de simulação de distorção do frente de onda utilizado no experimento inclui um modulador espacial de luz e placas plásticas transparentes; os resultados experimentais mostram que o PPPP e o detector universal de frente de onda Shack-Hartmann podem alcançar uma reconstrução semelhante do frente de onda, com resíduo de fase da reconstrução de cerca de 30% da fase inicial.

óptica adaptativa;comunicação a laser estrela-terra;detector de frente de onda;distribuição projetada do plano da pupila;ângulo de avanço