2012年，对被誉为“光学摇篮”的中国科学院长春光学精密机械与物理研究所来说是值得庆贺的一年，这一年，它迎来了60岁生日。60年一甲子，甲子，在中国传统里是一个轮回的意思。60年前，在王大珩等老一辈科学家的努力下，作为新中国第一个应用光学和工程光学领域具有综合研究制造能力的科研机构，长春光机所先后参加了“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目，涌现出一批以蒋筑英、20多位两院院士为代表的优秀科学家；60年后，新一代长光人秉承先辈的光荣传统，戮力同心，锐意创新。光学之花在这里又一次绽放——
如果说长春光学精密机械与物理研究所是一棵已经成长起来的参天大树，那穆全全就是在这棵参天大树下成长起来的新一代长春光机人。作为新生代的代表之一，他的光学之路是站在前人的肩膀上，其成绩也是可圈可点。
穆全全，1980年12月生，山西省柳林县人。于2003年从南开大学物理科学学院毕业并获得学士学位，同年进入长春光学精密机械与物理研究所工作，并于2004年考取了长春光学精密机械与物理研究所的硕博连读研究生。一直从事液晶光学与器件及自适应光学技术的研究工作，先后参与国家自然科学基金、中科院国防创新基金、所创新基金、吉林省科技厅重点基金等项目的研究。目前作为课题核心成员承担国家863计划、国家自然科学基金课题多项，主持国家自然科学基金课题1项。其主要成绩是创新性地利用传统的显示用液晶器件来替代变形镜应用于自适应光学技术中；开展了液晶自适应光学技术在人眼眼底视网膜高分辨率观测中的应用研究；并进一步提升液晶自适应光学技术的校正能力，扩展至天文领域，取得了较为显著的成绩。
液晶波前校正器的研制
自适应光学技术是一门上世纪50年代才刚刚萌芽的新兴光学学科，集光学技术、精密制造与自动控制等高科技学科于一体。它使许多光学设备具有了自动实时修正外界环境扰动保持最佳工作状态的能力，因而在天文学、医学和工业领域有着广泛的应用。波前校正器则是自适应光学技术中的核心器件。
针对这一核心内容，穆全全及其同事展开了深入系统的探索研究。针对传统的变形镜波前校正器加工难度大、周期长、驱动器数目少的问题，他们创新性的提出了利用传统的显示用液晶器件来替代变形镜应用于自适应光学技术中。在中国科学院国防科技创新基金的支持下，开展了基于显示器制作工艺下的液晶波前校正器的研制工作。
2004年，穆全全及其团队与吉林彩晶数码公司合作，利用其成熟的TFT彩色液晶显示器生产线，将一款透射式液晶显示器改造成为了纯位相波前校正器件。利用32×32像素单元实现了波面校正精度PV＝0.070λ（λ＝0.633μm）的结果，为液晶器件在自适应光学技术中的应用打下了基础。
基于上述成果，他们开始了液晶波前校正器用于自适应光学技术的研究工作，并获得了国家自然科学重点基金《可见－近红外宽波段快速液晶自适应系统的研究》及所创新基金的共同支持。该项目拟研发一种新型的基于液晶波前校正器的自适应光学技术，解决了现有技术中变形镜驱动单元密度不够的瓶颈问题；针对液晶自适应光学系统能量利用率低、校正速度慢的问题，开展了一系列的研究工作，取得了非常好的研究结果。他们设计了全新的开环校正液晶自适应光学系统，解决了液晶波前校正器的偏振依赖问题。先后设计了PBS偏振分光、分色片波段分光、多校正器并行校正等不同的结构形式，初步完成了可工程化应用的液晶自适应光学系统光机结构设计，可以满足不同工作条件对系统性能的要求。利用光学设计巧妙实现了一种兼具开环与闭环工作模式的液晶自适应光学系统结构，解决了系统在工程应用中实时标校的难题，保证了系统长期工作的可靠性。课题于2011年底顺利结题并被基金委评为A。
“光学技术在我们的眼睛里”
在很多人看来，液晶自适应光学技术是光学机械领域里的技术，与人无关。但穆全全通过他的研究告诉我们液晶自适应光学技术其实就在我们身边，“在我们的眼睛里”。
说到波前像差，或许很多人对这个专业术语很是陌生，但是说到近视、远 视、散光等大家就很熟悉了。事实上，这些视力问题都与波前像差有很大的关系。
在吉林省科技厅重点基金——《高清晰度眼底成像液晶像差补偿仪》的重点支持下，穆全全及其同事开展了液晶自适应光学技术在人眼眼底视网膜高分辨率观测中的应用研究。该项目拟利用液晶自适应光学技术对人眼的波前像差进行实时的补偿修正，以提高医学诊断中对人眼眼底的观测分辨率，为诸多眼底相关疾病的早期诊断提供可行手段。
为此，他们设计了一种具有视度自调节补偿机制的液晶自适应光学眼底成像仪，获得了对人眼视网膜的3微米分辨率成像，测试范围可以覆盖近视度高达800度的高度近视人群。该成果荣获了吉林省第七届自然科学学术成果一等奖。目前已经移交到中国科学院苏州生物医学工程技术研究所开展产品开发以及更深入的研究攻关。
天文领域展风采
如果您为液晶自适应光学技术在人眼视力矫正里的应用而感到惊讶，那穆全全下一步的举动，会给您带来另一个意外惊喜。液晶自适应光学技术不仅能够应用在对人眼视力的矫正领域，还能应用至天文领域！
大口径望远镜是空间目标监测的重要工具，目前我国已经开始着手4米级望远镜的研制工作。然而由于受到大气湍流的影响，传统的地基大口径望远镜分辨率很低。而要达到高分辨率，自适应光学技术可谓是“英雄找到了用武之地”。它能利用波前探测器件获得波前畸变信息，然后施加给波前校正器进行补偿校正。大气湍流可谓是瞬息万变的，而自适应系统中从探测到校正之间却存在着时间延迟，这无形中会给系统引入时间延迟误差，导致校正精度的降低。常规的方法就是尽力提高波前探测器和波前校正器的速度，这对硬件提出了很高的要求，增加了系统的成本。同时，波前探测速度的提高会牺牲探测器的曝光时间，限制对暗弱目标的探测能力。因此，单纯依靠硬件的改进无法根本解决时间延迟对校正精度的影响。
穆全全及其团队针对这一问题提出尝试对大气湍流波前进行一定程度的超前预测，以进一步提升系统的能力的想法。通过对大气湍流时空特性的长期观测提出了一种基于Zernike多项式的模式分解与模式相关预测方法。并于去年获得了国家自然科学基金委的支持《大气湍流波前畸变的超前预测方法研究》。
通过这一课题，他们深入研究了大气湍流的时间和空间特性，采用基于Zernike多项式模式分解与模式相关的湍流预测方法对波前畸变进行超前预测，以实现对湍流波前的实时预测，从而降低系统的时间延迟误差，提升自适应光学系统的校正性能。
利用上述成果，他们设计制造了与国家天文台2.16米口径望远镜、长春人造卫星观测站600mm口径望远镜及所内1.2米口径望远镜匹配的液晶自适应光学技术验证系统多套，解决了系统设计、装调与对接过程中的诸多难题，取得了很好的观测效果。如在1.23米口径望远镜上，实现了对恒星观测成像分辨率达到0.3″（理想衍射极限分辨率为0.17″）；观测自然星体的极限亮度为6.5视星等。所研制的系统达到实用水平。
从电子数码器件，到人眼视力矫正，再到天文望远镜，穆全全和其他新一代长光人一起用他们手中所掌握的光学技术，为我们构建起了一个个不同于前人所构建的光学新世界。下一个60年，等待我们的又将是怎样的光学炫景呢？
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