[發(fā)明專利]一種綜合孔徑共相誤差估計方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110261525.0
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113029526B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安其昌;劉欣悅;李洪文;王越;劉炎森
• 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: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G02B27/10;G02B27/12
• 代理公司: 長春中科長光知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種綜合孔徑共相誤差估計方法，其特征在于，包括：

S1、利用可實現(xiàn)靜態(tài)ABCD法的光束合成器分離需要消除共相誤差的兩路光線，得到四路相干光束；

S2、將所述四路相干光束分別引入光譜儀中，獲得不同譜段的光強信號；

S3、利用條紋傳感器進行條紋跟蹤，針對所述不同譜段的相位差異，獲取所述兩路光線的共相誤差。

所述條紋傳感器合成波前光程差由下式獲得：

x_1i和x_2i為傳播路徑長度，n_i為折射率，令變量x_i＝x_1i-x_2i，并假設(shè)光束傳輸過程中經(jīng)過長度x₀的真空延遲線與色散介質(zhì)，則引入的干涉條紋相位延遲為：

僅考慮有限帶寬的條紋傳感器，整個光波的傳輸可看作一個群，群延遲正比于譜段中心波數(shù)函數(shù)的相位變化率：

僅考慮光在真空中傳輸?shù)穆窂介L度差，即x(κ)＝x₀，則群延遲獨立于波數(shù)，與波長無關(guān)group delay(κ₀)＝x₀，條紋相位延遲為波數(shù)的一個線性函數(shù)2πκx(κ)＝2πκx₀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合孔徑共相誤差估計方法，其特征在于，所述共相誤差由下式獲得：

其中，A、B、C、D分別為獲得的所述四路相干光束光強值；

N為總光強；

φ₁₂為所述兩路光線引入的光程差；

為系統(tǒng)固有的光程差，

γ₁₂為復(fù)相干度；

丨γ₁₂丨為γ₁₂的模；

為共相誤差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綜合孔徑共相誤差估計方法，其特征在于，在所述步驟S1前還包括如下步驟：

S0、將已完成初步調(diào)整的綜合孔徑裝置對準(zhǔn)北極星，接受星光。

4.一種綜合孔徑共相誤差估計方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1-3任一項所述方法的步驟實現(xiàn)拼接望遠(yuǎn)鏡中不同譜段干涉光束的共相誤差估計。

5.一種利用如權(quán)利要求1-3中任一項所述的綜合孔徑共相誤差估計方法實現(xiàn)的綜合孔徑共相誤差估計裝置，其特征在于，包括：能量收集模塊、光束干涉模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；

所述能量收集模塊用于收集光能信息；

所述光束干涉模塊包括：光譜儀和實現(xiàn)靜態(tài)ABCD法的光束合成器，所述光束干涉模塊用于使兩路光線分束為四路相干光，并在相對于原兩路光線更小帶寬內(nèi)對各路干涉光進行條紋跟蹤，通過所述光譜儀色散入射光，使探測的條紋相干長度被擴大；

所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對采集到的光譜相位信息進行處理，針對所述不同譜段的相位差異，得到所述兩路光線的共相誤差。

所述綜合孔徑共相誤差估計裝置適用于拼接望遠(yuǎn)鏡的一個子孔徑里設(shè)置有兩個子鏡的綜合孔徑系統(tǒng)，或者一個子孔徑里設(shè)置有三個子鏡的綜合孔徑系統(tǒng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的綜合孔徑共相誤差估計裝置，其特征在于，所述光束合成器可以為采用棱鏡實現(xiàn)分光的架構(gòu)，或者為采用光子芯片實現(xiàn)分光的架構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的綜合孔徑共相誤差估計裝置，其特征在于，將所述裝置與待測光路采用共光路或垂直光路方式進行耦合，能夠降低大氣湍流對拼接望遠(yuǎn)鏡的影響，實現(xiàn)對天觀測。