[發明專利]一種離軸視場下稀疏孔徑望遠鏡子鏡誤差的檢測方法

在審

• 申請號: 201710829459.6
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107633126A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 陳寶華;吳泉英;范君柳;王振亞
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01M11/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種針對稀疏孔徑望遠鏡光學系統子鏡裝調誤差的檢測技術，屬空間望遠鏡技術領域，具體涉及一種離軸視場下稀疏孔徑望遠鏡子鏡誤差的檢測方法。

背景技術

目前，太空光學望遠系統的分辨率成為制約對地觀測和空間遙感精度的主要因素。在一定的工作波段中，望遠鏡的角分辨率與其口徑成反比，即但在實際應用中，口徑的增加受到重量、成本、工藝和材料的限制，尤其對于太空望遠鏡來說，這將導致整個系統發射困難，而且口徑的增大也會使鏡面表面容易發生形變，引起額外的誤差，稀疏孔徑光學系統是解決這類問題的有效方法之一。

稀疏孔徑光學系統是由空間分布的、互相干的多個較小孔徑合成的一個大口徑成像系統，其具有體積小、重量輕、加工容易、成本低廉且分辨率與單口徑系統相當的特點。但是由于每個子鏡獨立，自由度高，這就導致稀疏孔徑望遠鏡系統在裝調中產生較大的誤差。子鏡的裝調誤差會大大降低系統的分辨能力，影響最終成像質量，因此如何解決其裝調誤差成為關鍵問題之一。

現有技術中，一般是利用相位差異法來解決此類問題(參見文獻：[1]Kendrick R L,Acton D S,Duncan A L.Phase-diversity wave-front sensor for imaging systems.[J].Applied Optics,1994,33(27):6533-46；[2]Paxman R G,Seldin J H,Loefdahl M G,et al.Evaluation of Phase-Diversity Techniques for Solar-Image Restoration[J].Astrophysical Journal,1995,466(2):1087；[3]Campbell H I,Zhang S,Greenaway A H,et al.Generalized phase diversity for wave-front sensing[J].Optics Letters,2005,29(23):2707-9.)。文獻“基于相位差法的光學綜合孔徑望遠鏡失調檢測技術”([J].天文研究與技術,2008,5(3):288-293.)，采用的方法是將子鏡的裝調誤差用澤尼克多項式中的前三項系數表示，在高斯噪聲的模型下，構建目標函數，通過對目標函數的最優化，估算得到系數值，得到的前三項系數則是子鏡裝調誤差量。然而，現有的計算方法只是在單個視場情況下對誤差進行波前重構，由于缺少視場參數，其相應的系數不能代表真正的裝調誤差量。在實際成像中，存在不同的離軸視場，導致檢測得到的前三項系數含有視場量，影響子鏡最終的裝調精度和圖像恢復。因此，如何排除離軸視場對稀疏孔徑光學系統子鏡誤差檢測的干擾，提高檢測精度，具有十分重要的意義。

目前，對于稀疏孔徑系統中離軸視場的研究甚少，對視場波前的檢測基本采用波前探測器來實現。例如，中國發明專利(CN103412404A)提供了一種基于多視場波前探測與全視場優化的波前校正方法，通過多視場波前探測器實現光學系統多個視場的波前信息的精確探測，通過波前控制器將多個視場的波前信息進行綜合解算，求解出最優控制信號，實現光學系統全視場波前像差的最優校正。但它不能準確計算視場波前的具體數值。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供一種能有效提高裝調精度的離軸視場下稀疏孔徑望遠鏡子鏡誤差的檢測方法。

實現本發明目的的技術方案是提供一種離軸視場下稀疏孔徑子鏡誤差的檢測方法，包括如下步驟：