https://github.com/freemercury/Widefield_wavefront_sensor

湍流是一种复杂且难以预测的流体运动状态。在地球大气中，湍流的快速变化对遥感、自由空间光通信和天文观测等应用构成了重大挑战。传统的研究方法在捕捉湍流的广泛分布时遇到了难题，这主要是由于湍流的不易观察性和其在不同方向上的变化。为了解决这个问题，我们开发了一种新型的广域波前传感器（WWS），它基于光场技术，可以即插即用。这种传感器能够直接观测到直径约1100弧秒范围内、以每秒30次的频率变化的大气湍流。

我们的实验测量结果与冯·卡门湍流模型相吻合，并且通过使用一种特殊的监测器——差分图像运动监测器——进行了进一步的验证。当这种传感器连接到一台80厘米的望远镜时，它能够清晰地展示出750米以下的三层湍流分布，并且能够在没有额外可变形镜的情况下，进行高分辨率的图像校正，消除湍流引起的畸变。

此外，我们的WWS还能够使用一种结合了广域测量的卷积递归神经网络，在短短33毫秒内预测湍流的动态变化。这一技术可以显著提高自由空间光通信中预补偿湍流引起误差的准确性。通过广域感测动态湍流波前，我们为研究大气光学领域中湍流的演变提供了新的可能性。