[发明专利]一种望远镜系统多视场波前测量装置及方法

权利要求书

1.一种望远镜系统多视场波前测量装置，其特征在于：包括激光器(1)、激光准直镜(2)、分光板(3)、哈特曼波前测量仪(4)、数据处理上位机(5)、五维调节平台(6)、电动旋转台(7)、双轴倾斜平台(8)以及标准平面反射镜(9)；

激光器(1)发出激光光束通过激光准直镜(2)后产生平面波光束，平面波光束45°入射分光板(3)后形成相互垂直的一路透射光和一路反射光；

所述透射光的光路上依次设五维调节平台(6)和标准平面反射镜(9)；被测望远镜系统(10)安装在五维调节平台(6)上；标准平面反射镜(9)的下方安装双轴倾斜平台(8)；所述电动旋转台(7)安装在被测望远镜系统(10)和五维调节平台(6)之间或者安装在标准平面反射镜(9)于双轴倾斜平台(8)之间；

所述透射光经标准平面反射镜(9)反射后按原路返回，按原路返回的光再次经分光板(3)反射后的光路上设置哈特曼波前测量仪(4)；所述哈特曼波前测量仪(4)与数据处理上位机(5)电连接；

其中，激光器(1)发出激光光束的波长为被测望远镜系统(10)的工作波长。

2.根据权利要求1所述的望远镜系统多视场波前测量装置，其特征在于：所述测量装置中分光板(3)与被测望远镜系统(10)之间或者分光板(3)与哈特曼波前测量仪(4)之间安装缩束镜(11)。

3.根据权利要求1或2所述的望远镜系统多视场波前测量装置，其特征在于：所述标准平面反射镜(9)的一侧或者是被测望远镜系统(10)一侧安装激光自准直仪(12)。

4.根据权利要求1所述的望远镜系统多视场波前测量装置，其特征在于：所述激光器(1)为可调谐宽波段光纤激光器。

5.根据权利要求1所述的望远镜系统多视场波前测量装置，其特征在于：所述激光准直镜(2)为光纤激光准直镜。

6.根据权利要求1所述的望远镜系统多视场波前测量装置，其特征在于：所述分光板(3)上设置有反射膜和增透膜，并且反射膜和增透膜均为宽光谱段的膜系。

7.基于权利要求1-6任一权利要求所述的望远镜系统多视场波前测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测量未安装被测望远镜系统(10)时，测量系统本体的波前

1.1)激光器(1)发射出与被测望远镜系统(10)的工作波长相同的激光，通过激光准直镜(2)后形成平面波光束；

1.2)平面波光束经过分光板(3)后，透射光在标准平面反射镜(9)的作用下原路返回，再次经过分光板(3)反射后垂直入射至哈特曼波前测量仪(4)的感光面；

其中，标准平面反射镜(9)的俯仰角和倾斜角通过双轴倾斜平台(8)进行调节，使得哈特曼波前测量仪(4)测得光束的俯仰、倾斜均为零；

1.3)通过数据处理上位机(5)设置哈特曼波前测量仪(4)曝光时间使哈特曼波前测量仪感光面上的光强为探测器饱和光强95％～99％之间，设置采样20次后求取平均值，从而获得测量系统本体的波前；

1.4)通过数据处理上位机(5)将测量的测量系统本体的波前数据保存，记为W_system；

2)测量被测望远镜系统(10)中心视场的波前记为W_{Field_0}；

2.1)在五维调节平台(6)上安装被测望远镜系统(10)，激光器(1)发射出与被测望远镜系统(10)的工作波长相同的激光，通过激光准直镜(2)后形成平面波光束；

2.2)平面波光束经过分光板(3)后，粗调五维调节平台(6)使得透射光通过被测望远镜系统(10)后，垂直入射标准平面反射镜(9)后按原路返回至分光板(3)，再经分光板(3)反射至哈特曼波前测量仪(4)的感光面；

2.3)通过五维调节平台(6)精细调节被测望远镜系统(10)的俯仰、倾斜、方位及高低使得哈特曼波前测量仪(4)测得射入的光束的俯仰、倾斜为零，并且光束在哈特曼波前测量仪(4)的感光面中心；

2.4)通过数据处理上位机(5)设置哈特曼波前测量仪(4)曝光时间使哈特曼波前测量仪感光面上的光强为探测器饱和光强95％～99％之间的范围，设置采样20次后求取平均值，从而获得加入被测望远镜系统(10)后，并在其零视场条件下测量系统的波前，记为W₀；

2.5)由数据处理上位机(5)根据下式计算被测望远镜系统(10)中心视场的波前W_{Field_0}；

WField_0=W0-Wsystem2]]>

3)测量被测望远镜系统(10)外视场的波前W_{Field_θ}；

3.1)调节电动旋转台(7)使得标准平面反射镜(9)旋转的角度θ与被测望远镜系统(10)所需测量的视场角相等；

3.2)通过五维调节平台(6)精细调节被测望远镜系统(10)的俯仰、倾斜、方位和高低使得哈特曼波前测量仪(4)测得射入光束的俯仰、倾斜为零，并且该光束在哈特曼波前测量仪(4)感光面中心；

3.3)通过数据处理上位机(5)设置哈特曼波前测量仪(4)曝光时间使哈特曼波前测量仪感光面上的光强为探测器饱和光强95％～99％之间的范围，设置采样20次后求取平均值，测得加入被测望远镜系统(10)，并在其外视场为θ条件下测量系统的波前，记为W_θ；

3.4)由数据处理上位机(5)根据下式计算被测望远镜系统(10)外视场的波前W_{Field_θ}；

WField_θ=Wθ-Wsystem2.]]>