[發明專利]一種巡天望遠鏡波前曲率傳感方法、裝置、設備及介質

有效

• 申請號: 202011418230.1
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112525496B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 安其昌;吳小霞;林旭東;王建立;陳濤;李洪文
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 巴翠昆

本申請公開了一種巡天望遠鏡波前曲率傳感方法、裝置、設備及介質，該方法包括：對大口徑主焦點組件進行粗對準后，通過分別位于焦面兩側的兩塊錯位的傳感器成像；當得到的雙自然導星對應的兩個離焦星點像發生重疊時，仿真得到兩個離焦星點像的光強分布圖；以仿真得到的兩個離焦星點像的光強分布圖作為判斷依據，選擇其中一個離焦星點像并舍去另一個離焦星點像，或，將兩個離焦星點像轉換為一個完整離焦星點像；根據選擇的離焦星點像或轉換得到的完整離焦星點像的光強分布，獲得望遠鏡的波前信息。通過上述方法可以提高曲率傳感的校正能力，使最終獲得的波前傳感的結果更精確，提高望遠鏡對深空領域的觀測精度，滿足實際需求。

技術領域

本發明涉及望遠鏡技術領域，特別是涉及一種巡天望遠鏡波前曲率傳感方法、裝置、設備及介質。

背景技術

望遠鏡口徑的增加可有效地提高對臨近目標的分辨能力，同時以平方規律提升望遠鏡的集光能力，提升暗弱目標成像信噪比、拓展極限探測能力，以實現對更加深遠的宇宙的探索。因此，大口徑大視場望遠鏡是未來驗證宇宙學最新理論、增加時域天文等領域學術話語權的關鍵。

大口徑大視場望遠鏡在近幾十年來發展獲得了飛速發展，為了獲得更高的巡天效率與集光能力，其口徑與視場都在不斷擴大。主動光學作為大口徑大視場望遠鏡的關鍵技術，已經獲得了廣泛的應用。為了進一步發揮大口徑大視場望遠鏡的探測能力，通過主動光學對望遠鏡中的各個主要部件進行獨立、實時的面形校正與姿態控制，不僅可以降低對光學加工、系統裝配精度的要求，還可以有效地放寬對大型跟蹤架剛度的要求，降低系統運動慣量。

曲率傳感器由Roddier在1988年所提出，其基本原理為通過焦前與焦后像的光強分布估計波前曲率變化，并解算波前信息。因具有結構簡單、解算穩定、孔徑遮攔影響小等優點，基于波前曲率的波前傳感技術已經成為自適應光學重要的前端基礎，因此，可基于曲率傳感求解大視場巡天望遠鏡系統的波前相位。曲率傳感作為焦面波前傳感策略，其另一個優勢在于可對拓展目標進行檢測，以增強系統的成像特性。但是，為獲得更大的動態范圍以及誤差的靈敏度，現有的曲率傳感多選擇離焦量較大的形式，在此情況下會導致一些距離較近的星體的離焦星點像發生重疊，該現象將導致可用于波前傳感的導星數量迅速下降，進而影響閉環曲率傳感的校正能力。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種巡天望遠鏡波前曲率傳感方法、裝置、設備及介質，可以提高曲率傳感的校正能力，更精確地求解波前信息。其具體方案如下：

一種巡天望遠鏡波前曲率傳感方法，包括：

對大口徑主焦點組件進行粗對準后，通過分別位于焦面兩側的兩塊錯位的傳感器成像；

當得到的雙自然導星對應的兩個離焦星點像發生重疊時，仿真得到兩個離焦星點像的光強分布圖；

以仿真得到的兩個離焦星點像的光強分布圖作為判斷依據，選擇其中一個離焦星點像并舍去另一個離焦星點像，或，將兩個離焦星點像轉換為一個完整離焦星點像；

根據選擇的離焦星點像或轉換得到的完整離焦星點像的光強分布，獲得望遠鏡的波前信息。

優選地，在本發明實施例提供的上述巡天望遠鏡波前曲率傳感方法中，仿真得到兩個離焦星點像的光強分布圖，具體包括：

對兩個離焦星點像的非重疊區域的光強分布進行統計學分析；

通過插值預測法獲取兩個離焦星點像的重疊區域的光強分布信息；

利用統計學分析結果、獲取的所述光強分布信息以及本地數據庫中的光強分布數據進行迭代分析，仿真出兩個離焦星點像的光強分布圖。

優選地，在本發明實施例提供的上述巡天望遠鏡波前曲率傳感方法中，以仿真得到的兩個離焦星點像的光強分布圖作為判斷依據，選擇其中一個離焦星點像并舍去另一個離焦星點像，或，將兩個離焦星點像轉換為一個完整離焦星點像，具體包括：