[發明專利]一種光瞳空間調制裝置及方法

有效

• 申請號: 201910858647.0
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110646947B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 劉柱;董理;彭起;任戈;張慶鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B27/58
• 分類號: G02B27/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型光瞳空間調制方法及裝置，該裝置的底座中間連接有一根支撐桿，在支撐桿上分別套著三個軸承，其中第一個軸承連接著第一連桿，在第一連桿末端連著第一半透半反鏡，在第一連桿中間位置連著第二連桿，第二連桿末端裝有第一面陣探測器；第二個軸承連接著第四連桿，在第四連桿末端連著第二半透半反鏡，在第四連桿中間位置連著第五連桿，第五連桿末端裝有第三面陣探測器；第三個軸承連接著第三連桿，第三連桿末端裝有第二面陣探測器件。本發明能夠對稀疏光學合成孔徑成像系統的參考光瞳和剩余光瞳同時進行空間調制，調制速度快，能更好地滿足對稀疏光學合成孔徑成像系統共相誤差的檢測需要。

技術領域

本發明屬于稀疏光學合成孔徑領域，具體涉及合成孔徑成像系統共相誤差檢測技術中光瞳空間調制的一種新型光瞳空間調制方法及裝置。

背景技術

在天文望遠鏡中，單口徑望遠鏡為了保證高分辨率，其口徑尺寸需要大幅增加，而隨著口徑的增加，會帶來質量重，體積大，制造成本高以及制造難度大等一系列問題，因此逐漸用稀疏光學合成孔徑成像系統代替了傳統的單口徑望遠鏡。在稀疏光學合成孔徑成像系統中，為了保證成像的質量，就必須得解決各個子孔徑間的共相誤差問題。針對該問題，逐漸發展出了共相誤差檢測技術。

該技術在對稀疏光學合成孔徑成像系統的共相誤差進行檢測時，首先需要得到系統的相位分布，當前的方法主要有兩種，分別是：光瞳相移調制和光瞳空間調制，其中光瞳相移調制方法是通過將位于出瞳面上的參考光瞳沿光軸作前后微小移動，從而給系統引入特定的相移量，該方法能夠準確地得到系統的相位分布，但由于參考光瞳的引入，也會帶來一系列的其他不好的影響，讓計算過程復雜化，同時調制的相位也需要滿足特定的條件；另一種方法是通過對系統子光瞳添加電子快門，實現對系統各個子光路的空間調制。通過空間調制以及面陣探測器可以分別得到參考光瞳，其他光瞳和系統的點擴散函數，再利用傅里葉變換以及反解卷積可以得到該波長情況下的部分相位分布。該方法因為無需額外添加子光瞳外的參考光瞳，因而簡化了系統結構，同時也讓計算過程變得簡便。因為該方法需要對系統所有的子孔徑進行調制，所以空間調制部分比較費時。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型光瞳空間調制方法及裝置，減少稀疏光學合成孔徑成像系統共相誤差檢測技術中的光瞳空間調制時間，獲得更高的檢測效率。

本發明采用的技術方案為：一種光瞳空間調制裝置，包括底座1、支撐桿、軸承2、第一連桿3，第一面陣探測器4，第一半透半反鏡5，第三連桿6，第二面陣探測器7，第二半透半反鏡8，第四連桿9，第三面陣探測器10，第二連桿11和第五連桿12，底座1中間連接有一根支撐桿，在支撐桿上分別套著三個軸承2，其中一個軸承連接著第一連桿3，在第一連桿末端連著第一半透半反鏡5，在該第一連桿中間位置連著第二連桿11，第二連桿末端裝有一個第一面陣探測器4；第二個軸承連接著第四連桿9，在第四連桿9末端連著第二半透半反鏡8，在該第四連桿中間位置連著第五連桿12，第五連桿末端裝有一個第三面陣探測器10；第三個軸承連接著第三連桿6，第三連桿末端裝有一個第二面陣探測器7。

光瞳空間調制裝置的使用方法步驟是：

(1)在對稀疏光學合成孔徑成像系統的共相誤差進行檢測時，首先調節第一連桿3，讓光路通過邊緣一個子光瞳再通過第一連桿3上的第一半透半反鏡5，調節第二連桿11的長度以及旋轉第一面陣探測器4的角度，讓第一面陣探測器4在反射光的焦面上進行接收，此時便可得到該子光瞳的點擴散函數；

(2)其次調節第四連桿9，讓剩余子光瞳的光通過第四連桿9上的第二半透半反鏡8，調節第五連桿12的長度以及旋轉第三面陣探測器10的角度，讓第三面陣探測器10在反射光的焦面上進行接收，此時便可得到剩余子光瞳的點擴散函數；

(3)最后調節第三連桿6，讓第二面陣探測器7處于所有透射光的焦平面上進行接收，進而得到整個系統的點擴散函數，至此，便完成了對所有孔徑的空間調制。

進一步地，三個軸承都可以在平行于底盤的面上沿支撐桿旋轉360°。