[發明專利]一種應用于拼接望遠鏡的光電檢測系統及其快速共相調節方法

有效

• 申請號: 201711167303.2
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107966280B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李斌;劉燕德;吳建
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G01M11/04
• 分類號: G01M11/04;G02B27/10
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 張建新

1.一種應用于拼接望遠鏡的快速共相調節方法，其特征在于：在拼接望遠鏡的共軛面上設置小拼接鏡，利用小拼接鏡將拼接望遠鏡接受的光反射后進行檢測，得到兩相鄰子鏡間的遠場光斑信息和衍射光斑信息；然后根據遠場光斑信息和衍射光斑信息分別計算出兩相鄰子鏡間piston誤差和傾斜誤差；最后根據piston誤差和傾斜誤差對小拼接鏡進行調節，實現拼接望遠鏡與小拼接鏡系統快速共相調節的目的；所述方法具體包括以下步驟：

（1）利用準直透鏡將拼接望遠鏡接受的光變為平行光射出；

（2）在準直透鏡后方設置小拼接鏡，小拼接鏡位于拼接望遠鏡的共軛面上，小拼接鏡的子鏡塊數與拼接望遠鏡的子鏡塊數相同，利用小拼接鏡將從準直透鏡出來的平行光反射到4f系統；

（3）利用第一分光棱鏡將從4f系統射出來的光分為兩部分，一部分光依次經過拼接鏡MASK和第二分光棱鏡后，分別進入第一夏克哈特曼波前探測器和第二夏克哈特曼波前探測器；另一部光經過第三分光棱鏡后，分別進入第三夏克哈特曼波前探測器和成像系統內；

（4）進入第一夏克哈特曼波前探測器和第二夏克哈特曼波前探測器的光束在CCD上分別呈現在某特定窄帶光下兩相鄰拼接子鏡間遠場光斑，利用雙波檢測原理計算出兩相鄰子鏡間piston誤差，根據piston誤差，利用控制系統控制壓電陶瓷促動器對小拼接鏡進行調節；進入第三夏克哈特曼波前探測器的光束在CCD上形成一系列的衍射光斑，并通過控制系統將該衍射光斑偏離標定位置的方位和距離，計算兩相鄰子鏡的傾斜誤差，根據傾斜誤差，利用控制系統控制壓電陶瓷促動器對小拼接鏡進行調節；

其中，采用質心算法計算每塊區域光斑中心位置（x,y），與標定位置（0，0）比較，分別計算出波前相位傾斜量和傾斜方向；

其中，Δφ為波前相位傾斜量，單位為nm，其中α為望遠鏡角放大率，f為微透鏡焦距，D為主鏡尺寸；θ為波前相位傾斜相位；

控制系統的數據處理機根據CCD采集到的數據，控制小拼接鏡傾斜角度，實時補償拼接鏡傾斜誤差。

2.一種應用于拼接望遠鏡的光電檢測系統，包括準直透鏡、小拼接鏡、4f系統、第一分光棱鏡、拼接鏡MASK、第二分光棱鏡、第一濾光片、第一夏克哈特曼波前探測器、第二濾光片、第二夏克哈特曼波前探測器、第三分光棱鏡、第三夏克哈特曼波前探測器、成像系統、壓電陶瓷促動器和控制系統；

小拼接鏡設置于拼接望遠鏡的共軛面上，拼接望遠鏡與小拼接鏡之間設置準直透鏡，其中小拼接鏡的子鏡塊數與拼接望遠鏡的子鏡塊數相同；準直透鏡用于將拼接望遠鏡接受的光變為平行光后射到小拼接鏡上，小拼接鏡用于將從準直透鏡出來的平行光反射到4f系統；

小拼接鏡和第一分光棱鏡之間設置4f系統，第一分光棱鏡分光的兩個方向分別設置第二分光棱鏡和第三分光棱鏡；第一分光棱鏡和第二分光棱鏡之間設置有拼接鏡MASK；

第二分光棱鏡分光的兩個方向分別設置第一夏克哈特曼波前探測器和第二夏克哈特曼波前探測器；第一夏克哈特曼波前探測器和第二夏克哈特曼波前探測器之間設置有第一濾光片；

第三分光棱鏡分光的兩個方向分別設置第三夏克哈特曼波前探測器和成像系統；

壓電陶瓷促動器與小拼接鏡相連接，用于驅動小拼接鏡移動；

控制系統分別連接第一夏克哈特曼波前探測器、第二夏克哈特曼波前探測器、第三夏克哈特曼波前探測器、成像系統和壓電陶瓷促動器。

3.根據權利要求2所述的應用于拼接望遠鏡的光電檢測系統，其特征在于：小拼接鏡的每個子鏡均有三個支撐點，三個支撐點上均設置壓電陶瓷促動器且分布在同一圓上，每個支撐點中心對稱位置放置了一電容傳感器；控制系統通過電容傳感器來控制壓電陶瓷促動器的變形量，進而控制小拼接鏡的移動。