[發明專利]自適應光學系統傳遞矩陣的正弦調制同步測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201210249478.9
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102788681A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 郭友明;饒長輝;魏凱;張昂
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 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;盧紀

1.自適應光學系統傳遞矩陣的正弦調制同步測量裝置，其特征在于包括:恒星標定光源（1）、主鏡（2）、變形次鏡（3）、準直透鏡（4）、波前探測器（5）、波前記錄單元（6.a）、控制計算單元（6.b）、通道劃分單元（6.c）、DA轉換器（7）和高壓放大器（8）；其中，

恒星標定光源（1）、主鏡（2）、變形次鏡（3）和準直透鏡（4）產生與波前探測器（5）口徑匹配的光波；

通道劃分單元（6.c）根據變形次鏡（3）的面形影響函數模型確定有效影響區域，并根據變形次鏡（3）驅動器與波前探測器（5）子孔徑的布局將變形次鏡（3）的所有的驅動器劃分為多個通道；

控制計算單元（6.b）根據通道劃分單元（6.c）劃分的通道向同一通道內的驅動器施加頻率相等的正弦調制數字電壓信號，不同通道的驅動器施加頻率不相等的正弦調制數字電壓信號，這些信號經DA轉換器（7）轉換為模擬信號，再經高壓放大器（8）放大后，施加到變形次鏡（3）的各驅動器上產生相應的波前，恒星標定光源（1）被變形次鏡（3）反射、再經準直透鏡（4）透射后，進入波前探測器（5），波前記錄單元（6.a）根據波前探測器（5）測得的波前信息，計算并儲存各子孔徑的斜率信號序列，控制計算單元（6.b）根據子孔徑斜率信號和各驅動器正弦調制電壓序列，解調出各驅動器正弦電壓信號對相應的各子孔徑斜率信號的幅值，并根據變形次鏡（3）的驅動器位移與電壓之間的傳遞函數求得穩態響應斜率的幅值，最終獲得自適應光學系統傳遞矩陣。

2.根據權利要求1所述的自適應光學系統傳遞矩陣的正弦調制同步測量裝置，其特征在于：所述自適應光學系統是具有變形次鏡的自適應光學系統，也可以是次鏡不變形而另有變形鏡的傳統自適應光學系統。

3.根據權利要求1所述的自適應光學系統傳遞矩陣的正弦調制同步測量裝置，其特征在于：所述面形影響函數模型由商用干涉儀測量。

4.根據權利要求1所述的自適應光學系統傳遞矩陣的正弦調制同步測量裝置，其特征在于：所述傳遞矩陣為稀疏矩陣，矩陣中零的數目由波前探測器（4）和變形次鏡（3）的布局及變形次鏡（3）的驅動器有效影響區域決定。

5.自適應光學系統傳遞矩陣的正弦調制同步測量方法，其特征在于：通道劃分單元（6.c）根據變形次鏡（3）的面形影響函數確定各驅動器在波前探測器（5）上的有效影響區域，各驅動器有效影響區域外的波前探測器（5）的子孔徑測得的斜率數據考慮為不受該驅動器的影響，等價于驅動器只對其周邊極少的子孔徑有影響，得到變形次鏡（3）的有效影響矩陣，該有效影響矩陣決定了傳遞矩陣中零元素的分布，利用有效影響區域對變形次鏡（3）的驅動器進行通道劃分，控制計算單元（6.b）根據通道劃分的結果，向同一通道內的變形次鏡（3）的驅動器施加頻率相等的正弦調制數字電壓信號、向不同通道的變形次鏡（3）的驅動器施加頻率不相等的正弦調制數字電壓信號，這些信號經DA轉換器（7）轉換為模擬信號，再經高壓放大器（8）放大后，施加到變形次鏡（3）的各驅動器上，變形次鏡（3）所有驅動器同步驅動使變形次鏡（3）的鏡面產生相應的波前，恒星標定光源（1）被變形次鏡（3）反射、再經準直透鏡（4）透射后，進入波前探測器（5）；波前探測器（5）進行質心探測；波前記錄單元（6.a）根據波前探測器（5）測得的波前信息，計算各子孔徑的斜率信號序列，控制計算單元（6.b）根據子孔徑斜率信號和各驅動器正弦調制電壓序列，同步解調出各驅動器單位正弦電壓信號對相應的各子孔徑斜率信號的幅值，并根據變形次鏡（3）的驅動器位移與電壓之間的傳遞函數同步計算變形次鏡（3）驅動器的單位階躍電壓信號在波前探測器（5）子孔徑中產生的穩態響應斜率矩陣，該矩陣即為自適應光學系統傳遞矩陣。

6.根據權利要求5所述的自適應光學系統傳遞矩陣的正弦調制同步測量方法，其特征在于：所述變形次鏡（3）的驅動器位移與電壓之間的傳遞函數為G(jf)，f為時間頻率，G(jf)由商用頻率響應分析儀測得。