[發明專利]一種光干涉望遠鏡成像系統及其成像方法有效
| 申請號： | 202011138158.7 | 申請日： | 2020-10-22 |
| 公開（公告）號： | CN112230420B | 公開（公告）日： | 2022-06-24 |
| 發明（設計）人： | 吳小龑;劉國棟;胡流森;李陽龍 | 申請（專利權）人： | 中國工程物理研究院流體物理研究所 |
| 主分類號： | G02B23/16 | 分類號： | G02B23/16 |
| 代理公司： | 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220 | 代理人： | 李朝虎 |
| 地址： | 621000*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 干涉 望遠鏡 成像 系統 及其 方法 | ||
本發明公開了一種光干涉望遠鏡成像系統及其成像方法，涉及干涉成像領域，旨在設計一種多光束干涉合成望遠鏡實現后期獲得目標物體的高分辨率圖像。本發明包括光線通過多個子望遠鏡(1)干涉入射到主鏡；主鏡傳導光線至次鏡后改變光線為平行光出射；出射后的平行光匯聚后到CCD相機實時接收。本發明與傳統菲索式合成孔徑干涉陣列望遠鏡相比，獲得了較大的視場，獲取目標的多模態光學信息，有利于對快速移動目標的捕獲、跟蹤與識別。
技術領域
本發明涉及干涉成像領域，具體涉及一種光干涉望遠鏡成像系統及其成像方法。
背景技術
隨著人們對高空遠距離識別的探索需求，對于承擔觀測任務的望遠系統的高分辨率提出了越來越高的要求。根據經典的瑞利判據：θ＝1.22λ/D，在工作波長確定時，如果要提高系統的角分辨率，則只能增加系統入瞳孔徑，導致反射式望遠鏡的口徑尺寸超大，D為孔徑的直徑，λ為工作波長，θ為角分辨率。
通常大尺寸反射鏡的自重較大，會導致反射鏡的曲率半徑隨重力變化而發生改變。同時，過大的自重會導致反射鏡的運動支撐結構復雜化。
為了解決制造超大單口徑望遠鏡的困難，人們提出了幾種解決方案，包括拼接式多面鏡反射望遠鏡和干涉式望遠鏡。
拼接式多面鏡反射鏡會因為子反射鏡數量過多，導致支撐調節結構異常復雜，裝調精度難以保正，不利于自適應光學實現實時校正。
另一種解決超大口徑望遠鏡制造困難的方法，是通過多個望遠鏡多光束干涉合成，實現高分辨率成像。光干涉望遠鏡的基本原理是通過多個小口徑的子望遠鏡收集光束，子望遠鏡收集的光束相互之間干涉，通過后期數據處理就可以獲得目標物體的高分辨率圖像。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是：設計一種多光束干涉合成望遠鏡實現后期獲得目標物體的高分辨率圖像，本發明提供了解決上述問題的一種光干涉望遠鏡成像系統及其成像方法。
本發明通過下述技術方案實現：
一種光干涉望遠鏡成像方法，包括如下步驟：
S1，光線通過多個子望遠鏡干涉入射到主鏡；
S2，主鏡傳導光線至次鏡后改變光線為平行光出射；
S3，出射后的平行光匯聚后到CCD相機實時接收。
進一步地，其中，子望遠鏡分別獨立調節狀態，包括調節子望遠鏡的通光口徑；
其中，多個子望遠鏡的孔徑形成陣列，其中干涉光線過程中的光瞳函數為：
式中，N是子孔徑個數，circ()是圓域函數，(xn,yn)是第n個子孔徑系統光瞳的中心坐標，表示到達第n個子孔徑的光束的相位偏移。
進一步地，N＝3時，三個子望遠鏡呈環形布置，三個子望遠鏡的孔徑的光束復振幅Aarray(θ)分布為：
式中，(ρn,δn)是子孔徑陣列的極坐標，ρn是第n個子孔徑到陣列中心的距離(干涉儀臂長)，δn是相對于第一個干涉臂的極角；Dn是第n個子孔徑的直徑；θ是衍射方向與光軸的夾角；γ是相對于第一個干涉臂的極角；是到達第n個子孔徑的光束的相位偏移，λ為工作波長。
進一步地，對比每個子望遠鏡，子望遠鏡上的子孔徑直徑不同。
進一步地，對比每個子望遠鏡，子望遠鏡上的子孔徑都是D，三個子孔徑形成的稀疏陣列的光強分布為：
其中，陣列干涉因子為：
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