[發(fā)明專利]基于光纖連接的大口徑拼接主鏡光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)方法

在審

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• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112596199A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安其昌;劉欣悅;李洪文;范文強;王越
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B7/185
• 分類號: G02B7/185;G02B27/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 溫可睿

本發(fā)明公開了一種基于光纖連接的大口徑拼接主鏡光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)方法，首先將裝調(diào)裝置設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)的焦面上且對應(yīng)于主鏡的至少兩個子鏡的拼接處，然后控制成像部獲得分別由相鄰的兩個子鏡傳播的兩種模式光的干涉光強分布圖，進一步根據(jù)獲得的干涉光強分布圖，獲得相鄰的兩個子鏡之間的臺階差，以根據(jù)獲得的臺階差對兩個子鏡進行裝調(diào)。本發(fā)明的大口徑拼接主鏡光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)方法，實現(xiàn)了較準確地測量光學(xué)系統(tǒng)主鏡的各個子鏡間的臺階差，以對光學(xué)系統(tǒng)進行裝調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于光纖連接的大口徑拼接主鏡光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)方法。

背景技術(shù)

隨著人類對太空和外界信息獲取需求的不斷增大，為了獲得更大的集光面積和分辨能力，對望遠鏡口徑的要求不斷增大。受限于大口徑單鏡的制造工藝、運輸和成本，大口徑單鏡已不能滿足應(yīng)用需求，因此光學(xué)合成孔徑技術(shù)逐步得到發(fā)展和重視。

所謂光學(xué)合成孔徑，是指通過一系列易于制造的小孔徑系統(tǒng)組合拼接成大孔徑光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)合成孔徑按其技術(shù)實現(xiàn)方式可以分為獨立子孔徑結(jié)構(gòu)和子孔徑拼接主鏡結(jié)構(gòu)。獨立子孔徑結(jié)構(gòu)中，子孔徑是獨立的望遠鏡，具有各自獨立的主、副鏡光學(xué)系統(tǒng)，又稱位相陣列系統(tǒng)(phased array)，例如VLTI(Very Large Telescope Interferometer，VLTI)望遠鏡。子孔徑拼接主鏡結(jié)構(gòu)中，所有子孔徑共用一個副鏡，根據(jù)拼接主鏡鏡面是否接觸拼接又可分為拼接主鏡(segmented mirror)和稀疏孔徑(sparse aperture)，比如，KECK望遠鏡是拼接主鏡望遠鏡，GMT(Giant Magellan Telescope，GMT)望遠鏡是稀疏孔徑望遠鏡。

綜合比較世界上現(xiàn)有和在研的大型望遠鏡，為了獲得等效大口徑光學(xué)系統(tǒng)的高分辨率成像，應(yīng)用拼接主鏡技術(shù)的望遠鏡占多數(shù)，拼接主鏡技術(shù)作為未來大口徑望遠鏡的重要發(fā)展方向，那么，如何對大口徑拼接主鏡光學(xué)系統(tǒng)進行裝調(diào)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要關(guān)注和解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于光纖連接的大口徑拼接主鏡光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)方法，實現(xiàn)了較準確地測量光學(xué)系統(tǒng)主鏡的相鄰子鏡間的臺階差，以對光學(xué)系統(tǒng)進行裝調(diào)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于光纖連接的大口徑拼接主鏡光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)方法，使用的第一裝調(diào)裝置包括耦合部、光纖和成像部，所述耦合部用于將入射光包括的不同模式光分別耦合入不同的所述光纖內(nèi)，所述光纖用于將光引導(dǎo)傳播到所述成像部，所述成像部用于將兩種不同模式光混合而發(fā)生干涉并記錄干涉光強分布圖；

所述方法包括：

將所述第一裝調(diào)裝置的耦合部設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)的焦面上且對應(yīng)于主鏡的至少兩個子鏡的拼接處，所述光學(xué)系統(tǒng)包括主鏡和次鏡，所述主鏡包括多個所述子鏡，由所述主鏡收集的光線經(jīng)過所述次鏡后到達所述光學(xué)系統(tǒng)的焦面；

控制所述成像部獲得分別由相鄰的兩個所述子鏡傳播的兩種模式光的干涉光強分布圖；

根據(jù)獲得的所述干涉光強分布圖，獲得相鄰的兩個所述子鏡之間的臺階差，以根據(jù)獲得的所述臺階差對兩個所述子鏡進行裝調(diào)。

優(yōu)選的，所述方法具體包括：將所述第一裝調(diào)裝置的耦合部設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)的焦面上且對應(yīng)于主鏡的三個子鏡的拼接處；

控制所述成像部獲得分別由三個所述子鏡傳播的三種模式光中任意兩種模式光的干涉光強分布圖；

根據(jù)獲得的三組所述干涉光強分布圖，獲得該三個子鏡中任意兩者之間的臺階差，以根據(jù)獲得的臺階差對該三個所述子鏡進行裝調(diào)。

優(yōu)選的，使用的第二裝調(diào)裝置包括透鏡陣列和靶面，所述透鏡陣列用于將入射光匯聚到所述靶面，以將入射光成像在所述靶面上；

所述方法還包括：