[发明专利]基于自参考波前传感器和连续表面变形镜的自适应光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应光学系统，特别是一种基于自参考波前传感器的连续表面变形镜自适应光学校正系统。

背景技术

目前在自适应光学系统之中，哈特曼波前传感器的应用较为广泛，而当入射的波面口径增大时，探测需要增加Shack-Hartmann波前传感器的子孔数目，而每个子孔径又对应一定数目的CCD像素数目，因此在CCD靶面上需要更多的像素，对CCD相机提出了较高的要求。在基于自参考波前传感器的自适应光学系统中CCD靶面上的每个像素可以看成一个子孔径，这样每个像素即可直接对应波前的一部分，当入射波面口径增大时，与Shack-Hartmann波前传感器相比，可以有效的降低CCD相机的像素数，并且有效的提高波前探测的空间分辨率。在基于Mach-Zehnder干涉法的自参考波前传感器的自适应光学系统中，连续表面的变形镜校正器可以制作成与波前传感器CCD像素相匹配对应，通过波前探测器到的波前信息作一次波前解缠绕和共轭后，就可以直接控制变形镜中与CCD像素相对应的驱动单元。在文章“High Order，Reconstructor-Free Adaptive Optics for 6-8meter class Telescopes”Maud Langlois，Roger Angel，MichaelLloyd-Hart，Venice 2001Beyond Conventional Adaptive Optics中采用了液晶空间调制器作为波前校正器，但是液晶空间调制器本身具有光能利用率不高，色散严重，响应速度慢等缺点，严重的影响了这种自适应光学系统在大气扰动时的应用。因此在本发明中，其校正器采用了PZT、PMN等材料制作成分离式的就可以很好的克服以上缺点。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种光能利用率高，响应速度快的基于自参考波前传感器和连续表面变形镜的自适应光学系统，在该自适应光学系统中，波前探测器采用了基于干涉法的自参考波前传感器，提升了波面探测的精度和空间分辨率。

本发明的技术解决方案之一是：基于自参考波前传感器和连续表面变形镜的自适应光学系统，其特征在于：由波前校正器，基于Mach-Zehnder干涉法的自参考波前传感器和工控机组成，光束首先通过波前校正器后，反射进入基于Mach-Zehnder干涉法的自参考波前传感器，基于Mach-Zehnder干涉法的自参考波前传感器探测到的波前信息经过工控机一次矩阵运算后直接输出控制电压到波前校正器进行闭环。

所述的波前校正器采用具有较快响应速度的独立单元的连续表面变形镜构成。

所述的基于Mach-Zehnder干涉法的自参考波前传感器中，将其中一路光进行针孔滤波，滤波后的光束作为参考光束；另一路光路基本不变，作衰减后与参考光束进行干涉，得到了两幅干涉图像，同时采用两个CCD采集，并同步输出到工控机中。

所述的基于Mach-Zehnder干涉法的自参考波前探测器中，可以在参考光路中加入移相器，方便得到多幅干涉图像进行多次探测。

所述的连续表面变形镜的单元排列与单元数目与基于Mach-Zehnder干涉法的自参考波前传感器中的两个CCD成像探测器中探测像素排列相匹配，得到的波前信息作一次波前解缠绕和共轭后就可以直接控制变形镜中与CCD像素相对应的驱动单元。