[发明专利]一种嵌套双自适应光学系统

权利要求书

1.一种嵌套双自适应光学系统，主要包括望远镜，缩束系统，信标光源，分光镜，两个波前探测器，两个波前校正器，两个波前控制器和成像系统；其特征在于：所述信标光源(3)，第一波前校正器(5)、第一波前探测器(7)和第一波前控制器(8)组成内通道自适应光学系统，其工作波长为λ₁；所述望远镜(1)，缩束系统(2)，第二波前校正器(9)、第二波前探测器(11)和第二波前控制器(12)组成外通道自适应光学系统，其工作波长为λ₂；信标光受到系统内部像差扰动的影响，经过第一波前校正器(5)校正后，由第一波前探测器(7)探测到残余波前信号，第一波前控制器(8)根据此探测信息经过控制计算得到第一波前校正器的(5)控制信号，从而完成内通道自适应光学系统对内扰动的闭环校正；望远镜(1)接收到大气湍流影响的目标光，经过缩束系统(2)后，与内通道自适应光学系统校正残余波前相叠加后到达波第二前校正器(9)，由第二波前探测器(11)探测经过校正后残余波前信号，第二波前控制器(12)根据此探测信息同样经过控制计算后，得到第二波前校正器(9)的控制电压信号，从而完成外通道自适应光学系统对大气湍流的闭环校正以及对内扰动的二次校正；所述两个通道自适应光学系统可以独立工作，若没有内通道自适应光学系统，内部像差扰动将由外通道自适应光学系统一并校正；若两个通道同时工作，内通道自适应光学系统校正后的残余波前同大气湍流像差扰动一起进入外通道自适应光学系统进行进一步地校正，形成嵌套结构。

2.根据权利要求1所述的一种嵌套双自适应光学系统，其特征在于：所述控制计算的实现步骤如下：

步骤(1)、通过机理分析或者系统辨识方法确立系统各个部件传递函数模型；

步骤(2)、设置内外通道自适应光学系统各自的采样频率；

步骤(3)、根据所述的一种嵌套双自适应光学系统的工作原理，建立系统的控制结构模型，并推导出系统最终的校正残余信号的表达式；

步骤(4)、根据波前探测器的探测信息，计算大气湍流以及内扰动的功率谱，并估算内、外通道自适应光学系统中的信噪比；

步骤(5)、根据内部扰动和大气湍流的特性，以及内、外两通道自适应光学系统的信噪比特性，结合步骤(3)中的结果，计算波前控制器的最优控制参数，使得系统在稳定工作的前提下，得残余信号方差最小。

3.根据权利要求1所述的一种嵌套双自适应光学系统，其特征在于：所述波前探测器包括曲率传感器，哈特曼夏克型传感器。

4.根据权利要求1所述的一种嵌套双自适应光学系统，其特征在于：所述波前校正器包括压电陶瓷连续变形反射镜，Bimorph变形反射镜。