[發(fā)明專利]一種拼接望遠(yuǎn)鏡共相位控制裝置及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610288401.0
• 申請(qǐng)日: 2016-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN105700128B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏召軍;陳欣揚(yáng);朱能鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海天文臺(tái)
• 主分類號(hào): G02B26/06
• 分類號(hào): G02B26/06;G02B17/08;G02B23/02;G02B27/10
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪;楊希

1.一種拼接望遠(yuǎn)鏡共相位控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟S1，利用拼接望遠(yuǎn)鏡將外圍的入射光線轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫械某錾涔饩€，其中，所述拼接望遠(yuǎn)鏡包括帶有驅(qū)動(dòng)器的分離可變形次鏡以及若干個(gè)拼接子鏡；

步驟S2，利用第一分束器將所述出射光線分成第一分光束和第二分光束；

步驟S3，利用波前探測(cè)器探測(cè)所述第一分光束，并向波前控制器輸出各所述拼接子鏡傳輸路徑上的系統(tǒng)像差數(shù)據(jù)以及波前畸變像差數(shù)據(jù)；利用所述波前控制器根據(jù)各所述拼接子鏡傳輸路徑上的系統(tǒng)像差數(shù)據(jù)以及波前畸變像差數(shù)據(jù)，向所述分離可變形次鏡的驅(qū)動(dòng)器輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓，以驅(qū)動(dòng)所述分離可變形次鏡產(chǎn)生相應(yīng)的形變以對(duì)各所述拼接子鏡傳輸路徑上的系統(tǒng)像差以及波前畸變像差進(jìn)行補(bǔ)償校正；

步驟S4，利用第二分束器將所述第二分光束分成第三分光束和第四分光束；以及

步驟S5，利用平移誤差探測(cè)器探測(cè)所述第三分光束，并向所述波前控制器輸出各對(duì)所述拼接子鏡之間的色散干涉條紋；利用所述波前控制器根據(jù)各對(duì)所述拼接子鏡之間的色散干涉條紋，計(jì)算獲得各對(duì)所述拼接子鏡之間的相位平移誤差，并根據(jù)各對(duì)所述拼接子鏡之間的相位平移誤差，向所述分離可變形次鏡的驅(qū)動(dòng)器輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓，以驅(qū)動(dòng)所述分離可變形次鏡產(chǎn)生平移以對(duì)各對(duì)所述拼接子鏡之間的相位平移誤差進(jìn)行補(bǔ)償校正；

在所述步驟S5中，計(jì)算獲得各對(duì)所述拼接子鏡之間的相位平移誤差的步驟包括：

步驟S51，利用所述波前控制器根據(jù)一對(duì)所述拼接子鏡之間的一條二維的色散干涉條紋，建立以色散方向?yàn)閤軸，該對(duì)拼接子鏡的基線方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系，該條色散干涉條紋包括若干條沿y軸方向的一維子條紋，標(biāo)定各條一維子條紋的波長與橫坐標(biāo)的關(guān)系λ(x)；

步驟S52，計(jì)算各條一維子條紋的波長所對(duì)應(yīng)的第一峰值強(qiáng)度I₁(λ)及第一峰值位置y₁(λ)、第二峰值強(qiáng)度I₂(λ)及第二峰值位置y₂(λ)；

步驟S53，根據(jù)公式(1)計(jì)算各條一維子條紋的波長所對(duì)應(yīng)的含有平移誤差正負(fù)信息的峰值比R，

R＝I₂(λ)/I₁(λ)·sign[y₁(λ)-y₂(λ)] (1)，

其中，sign[]為符號(hào)函數(shù)；

步驟S54，根據(jù)公式(2)計(jì)算各條一維子條紋的波長所對(duì)應(yīng)的小數(shù)光程差Δm，

其中，a_n為擬合系數(shù)；

步驟S55，在該條色散干涉條紋中選擇N對(duì)一維子條紋，每對(duì)一維子條紋所對(duì)應(yīng)的波長為λ_i、λ_j，且波長λ_i與波長λ_j的差值的絕對(duì)值為波長帶寬的三分之一至二分之一；根據(jù)公式(3)計(jì)算每對(duì)一維子條紋的波長λ_i、λ_j所對(duì)應(yīng)的一對(duì)所述拼接子鏡之間的光程差δ_ij，

其中，Δ_ij為波長λ_i與波長λ_j之間的干涉級(jí)數(shù)差，Δm_i為波長λ_i所對(duì)應(yīng)的小數(shù)光程差，Δm_j為波長λ_j所對(duì)應(yīng)的小數(shù)光程差；

步驟S56，根據(jù)公式(4)計(jì)算一對(duì)所述拼接子鏡之間的平均光程差δ，以作為該對(duì)拼接子鏡之間的相位平移誤差，

δ＝∑δ_ij/N (4)；

步驟S57，重復(fù)執(zhí)行所述步驟S51-S56，直至計(jì)算獲得所有對(duì)所述拼接子鏡之間的相位平移誤差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接望遠(yuǎn)鏡共相位控制方法，其特征在于，所述平移誤差探測(cè)器包括：依次排列的光闌模塊、濾光片元件、色散模塊、消色差透鏡以及科學(xué)級(jí)相機(jī)，其中，所述光闌模塊接收所述第三分光束，所述科學(xué)級(jí)相機(jī)采集所述拼接子鏡之間的色散干涉條紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拼接望遠(yuǎn)鏡共相位控制方法，其特征在于，所述色散模塊為棱鏡、光柵或棱柵。