[发明专利]干涉楔板测量星间激光通信出射光波波高的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星激光通信，特别是一种用于卫星激光通信的利用干涉楔板对发射终端发射的平面波在发射过程中是否由于离轴偏差产生球面波高并进行定量测量的一种方法和装置。当出射平面波存在离轴像差并由此产生球面波高时，干涉楔板上产生一定倾斜角度的条纹，通过对条纹倾角的处理，可得到相应的球面波高，从而可以比较方便地得到出射球面波离轴像差的定量描述。

背景技术

星间激光通信是以激光为传输媒介，在卫星之间建立光通信链路，实现数据传输的技术。由于星间激光通信技术的特殊性，其主要技术指标和运行性能不可能在空间信道内进行实地检测，必须在通信终端发射升空前对通信终端的技术指标和运行性能在地面实验室内进行模拟实验，完成对整个系统或分系统的检测和验证，这就需要在发展系统终端的同时预先建立相应的实验室地面检测验证平台。进行通信的两个卫星之间的距离很远，当发射端发射的光束到达接收端时，接收到的光波可看作是平面波。因此，在地面平台进行模拟时，入射到模拟装置上的光波也应该是平面波。但是由于在调节光路过程中不可避免地会引入调节误差，使得显微物镜和平行光管无法实现共焦，导致在平行光管前焦面入射的光波为球面波，该光波经平行光管出瞳后表现为具有一定波高的球面波。这一球面波入射到存在给定楔角的干涉平板后，其干涉条纹发生倾斜。随着离焦量的变化，条纹也发生角度上的偏转。根据这一特性，可以通过对条纹旋转角度的处理，可以得到出射球面波的波高。

入射光波平面度变差会导致楔板的干涉条纹产生偏转这一特性曾经被Rajpal S.Sirohi发现并提出[参见文献1.Rajpal S.Sirohi andMahendra P.Kothiyal.，Double wedge plate shearing interferometerfor collimation test，Applied Optics，Vol.26，No.19，4054-4056，1987]。在其研究工作中，将具有相同楔角的两个干涉平板按照相反的方向放置。当入射的光波平面度越来越差即球面波特性越来越明显时，两个干涉平板分别产生的干涉条纹会分别产生顺时针和逆时针的转动。研究人员通过这一现象表明采用这种方法可以将采用传统干涉方法对入射光波平面度变化进行测量的敏感程度提高两倍，但是这种敏感性只是用肉眼观测获得，且仅仅将该方法应用于对光波平面度变化敏感性的定性分析，并没有利用条纹角度的变化给出光波波高的定量描述。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干涉楔板测量星间激光通信出射光波波高的方法和装置。该方法和装置的原理可靠，结构简单，易于实现，能够轻易地给出射波前存在球面波高的定量描述。

本发明的技术解决方案如下：

一种干涉楔板测量星间激光通信出射光波波高的方法，特点在于该方法是利用增大或减小球面波的离焦像差会导致干涉楔板的干涉条纹产生一定角度的偏转的特性，通过测量干涉条纹偏转角度，根据下列公式计算球面波高：

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