[发明专利]一种基于多波长相位调制的光学合成孔径成像望远镜阵列共相误差探测方法

权利要求书

1.一种基于多波长相位调制的合成孔径成像望远镜阵列共相误差探测方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：

(1)设置点光源的发出光的波长为λ₁；

(2)将探测器置于待探测的合成孔径成像系统的像面上，对合成孔径望远镜系统的某一特定子孔径进行相位调制，依次给其加上φ₁,φ₂,…,φ_k,…φ_M的相位调制，其中φ_k＝2π*(k-1)/M，k为整数且1≤k≤M，M为总共的调制步数且M≥3，并依次使用相机测得系统的点扩散函数PSF₁,PSF₂,…,PSF_k,…,PSF_M；

(3)通过一个计算过程得到各个子望远镜在λ₁下的部分相位差，计算过程如下：

1)对所得到的点扩散函数进行反傅里叶变换变换得到系统的一组光学传递函数OTF₁,OTF₂,…,OTF_k,…,OTF_M；

2)将到的一组光学传递函数分别乘上相移φ₁,φ₂,…,φ_k,…φ_M后相加再取算术平均，得到C(P)：

C(P)=Σn=1Nexp(ikΔn)Br*Bn≈Σn=1Nexp(ikΔn)Bn---(1)]]>

式中，n具有一般性，可以是任意阵列中的任意一个子望远镜，Δ_n为第n个子望远镜的相移误差，B_r为调制子望远镜的光瞳函数，B_n为第n个子望远镜的光瞳函数，N为合成孔径成像望远镜阵列的子望远镜数量；

3)在式(1)两侧均乘上第n个子望远镜的光瞳函数B_n，得到：

C(P)B_n＝exp(ikΔ_n)B_n (2)

4)计算出部分相位差：

式中，Z为第n个子望远镜在光源波长为λ₁的情况下的相移误差中的2π整数倍的部分，为第n个子望远镜在光源波长为λ₁的情况下的相移误差中不含2π整数倍的部分相位；

(4)设置点光源的发出光的波长为λ₂，λ₃重复上述步骤(1)、(2)、(3)得到

(5)为了方便表示，2π整数倍的部分用n₁、n₂、n₃来表示，部分相位分别使用来表示，第n个子镜的待测共相误差为ξ：

上式是个欠约束方程，定义合成波长λ_s：

λ_s＝(a/λ₁-b/λ₂+c/λ₃)^-1 (5)

其中，a、b、c均为正整数，利用合成波长来解这个欠约束方程，进而计算出共相位差ξ。