[發明專利]自適應光學系統中波前傳感器與校正器對準裝置

有效

• 申請號: 201010121435.3
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN101806957A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 顧乃庭;楊澤平;黃林海;饒長輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06;G01J9/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;賈玉忠

1.自適應光學系統中波前傳感器與校正器對準裝置，其特征在于包括：計算機、 波前校正器、波前傳感器、電控平移臺、波前記錄器、位置失配評估器和平移臺控制器； 計算機通過給波前校正器中的多個獨立驅動單元施加電壓方式標記波前校正器的位置， 波前傳感器探測到波前校正器中各獨立驅動單元被標記后引起的波前面形分布或波前 斜率分布，通過波前記錄器記錄后送位置失配評估器，位置失配評估器按照下述公式(1) 或公式(2)計算出波前校正器中各被標記的獨立驅動單元的中心位置；

若波前探測器采用干涉儀，干涉儀探測到的標記后的波前校正器的波前面形分布設 為φ(m，n)，m＝1，2，…，M，n＝1，2，…，N，(M，N)為干涉儀有效探測單元的行數和列數， φ(m，n)為第m行、第n列的相位值，則各被標記獨立驅動單元的中心位置采用(1)式計算：

x0=Σm=1MΣn=1Nx(m,n)|φ(m,n)|kΣm=1MΣn=1N|φ(m,n)|k,]]>y0=Σm=1MΣn=1Ny(m,n)|φ(m,n)|kΣm=1MΣn=1N|φ(m,n)|k---(1)]]>

(1)式中，(x_(m，n)，y_(m，n))表示第m行、第n列位置處的坐標值，(x₀，y₀)為被標記的 獨立驅動單元的中心位置，k為權重因子；

若波前探測器采用哈特曼波前傳感器，哈特曼波前傳感器探測到的標記后的波前校 正器沿x方向和沿y方向的波前斜率分布分別為g_x(c，p)，g_y(x，p)，c＝1，2，…，C，p＝1，2，…，P， (C，P)為哈特曼波前傳感器有效子孔徑的行數和列數，g_x(c，p)，g_y(c，p)分別為第c行、第p列 沿x方向和沿y方向的斜率值，各被標記的獨立驅動單元的中心位置采用(2)式計算：

x0=Σc=1CΣp=1Px(c,p)|gx(c,p)|lΣc=1CΣp=1P|gx(c,p)|l,]]>y0=Σc=1CΣp=1Py(c,p)|gy(c,p)|lΣc=1CΣp=1P|gy(c,p)|l---(2)]]>

(2)式中，(x₀，y₀)為被標記獨立驅動單元的中心位置，(x_(c，p)，y_(c，p))表示第c行、 第p列位置處的坐標值，l為指數因子；

設波前校正器被標記獨立驅動單元數為n₀(n₀≥2)，第i號被標記驅動單元的理論 中心位置設為(x_0i，y_0i)1≤i≤n₀，而根據公式(1)式或公式(2)計算得到的第i號被 標記驅動單元測量中心位置表示為(x_i，y_i)，1≤i≤n₀，則波前傳感器(3)與波前校正器(1) 沿水平和豎直方向的平移位置失配Δx、Δy以及波前傳感器與波前校正器中心的旋轉位 置失配Δθ采用(3)式進行計算：

Δx=Kx-Σi=1n0xi/n0Δy=Ky-Σi=1n0yi/n0Δθ=2Σk=2n0Σj=1k-1Δθk,jn0(n0-1)---(3)]]>

(3)式中，K_x，K_y為與波前校正器被標記獨立單元理論坐標位置(x_0i，y_0i)，1≤i≤n₀有關的常數，Δθ_k，j為第k個標記獨立驅動單元中心位置(x_k，y_k)與第j個標記獨立驅動單 元中心位置(x_j，y_k)組成的直線L_kj與對應理論中心(x_k，y_k)位置組成的直線L_0kj之間的夾 角，K_x，K_y與Δθ_k，j的計算公式分別如(4)式所示：

Kx=Σi=1n0x0i/n0Ky=Σi=1n0y0i/n0Δθk,j=arctan[(y0j-y0k)(xj-xk)-(yj-yk)(x0-x0k)(x0j-x0k)(xj-xk)+(y0j-y0k)(yj-yk)]---(4)]]>

最終，位置失配評估器計算出波前傳感器與波前校正器位置失配評估指標，即波前 傳感器與波前校正器沿水平方向平移位置失配Δx、沿豎直方向平移位置失配Δy和波前 傳感器繞波前校正器中心旋轉失配Δθ；位置失配評估器將所述的位置失配數據輸出到 平移臺控制器中，最后由平移臺控制器發送平移和旋轉命令控制平移和旋轉相對獨立的 電控平移臺對波前傳感器進行位置調整，實現波前傳感器與波前校正器的精確智能對 準，達到提高自適應光學系統波前校正能力的目的。