[发明专利]用于系外行星探测的合成孔径光学成像试验系统

权利要求书

1.一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，包括

恒星-行星光源模拟器（1），用于输出具有一定角度差异、亮度不同的两束平行光，模拟系外恒星和行星产生的光信号；

可控孔径阵列（2），用于接收恒星-行星光源模拟器（1）产生的光信号，包括多个单独控制的子孔径；

聚焦成像模块（3），用于汇聚可控孔径阵列（2）输出的光信号，并发送至显微成像模块（4）；

显微成像模块（4），用于产生并放大干涉条纹信号，并发送至数据处理模块（5）；

数据处理模块（5），用于记录干涉条纹，并控制可控孔径阵列（2）执行下一次子孔径组合的通与断，以模拟基线变化，当基线变化足够进行成像的UV覆盖后，根据记录的干涉条纹进行成像解算，重构出恒星-行星光源的图像信息。

2.根据权利要求1所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述数据处理模块（5）采用FPGA+DSP组合架构，将不同子孔径组合的几何排列预先存储并生成控制指令，按照一定的曝光时间将控制指令发送至可控孔径阵列（2），以控制对应的子孔径组合通与断；曝光时间根据探测的目标源亮度确定。

3.根据权利要求2所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述可控孔径阵列（2）采用液晶阵列，液晶阵列包括多个液晶单元（21），所述子孔径为液晶单元（21），每个液晶单元（21）的两个电极根据可控孔径阵列（2）接收的控制指令通电或断电。

4.根据权利要求3所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述液晶阵列中的液晶单元（21）采用六边形或者圆形。

5.根据权利要求1所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述恒星-行星光源模拟器（1）包括光源（11），光源（11）设于积分球（12）的球心，积分球（12）的球面上设有相互垂直的第一通光孔（13）、第二通光孔（14），第二通光孔（14）与U型的套筒（17）一端连接，套筒（17）另一端安装有小孔光栏（110），套筒（17）内设有衰减器（15），套筒（17）内沿光路方向在弯折处依次设有第一平面镜（16）、第二平面镜（18），分光棱镜（111）将小孔光栏（110）和第一通光孔（13）输出的光折转到平面反射镜（112），经平面反射镜（112）和离轴抛物面镜（113）的两次反射，输出具有一定角度差异、亮度不同的两束平行光。

6.根据权利要求5所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述第一通光孔（13）射出的光线和小孔光栏（110）射出的光线进入分光棱镜（111）的角度差小于1角秒。

7.根据权利要求5所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述小孔光栏（110）通过止动锁（19）与套筒（17）固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述可控孔径阵列（2）的有效面积等于聚焦成像模块（3）的集光面积，每个子孔径的面积为集光面积的1/1000至1/16。

9.根据权利要求1所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述聚焦成像模块（3）采用凸透镜，面型的加工误差要求控制在1/10波长以内。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，其特征在于，所述可控孔径阵列（2）、聚焦成像模块（3）、显微成像模块（4）均安装在真空光学暗室（6）内，真空光学暗室（6）上设有真空封窗（61），允许恒星-行星光源模拟器（1）输出的光信号透过并发射至可控孔径阵列（2），显微成像模块（4）通过第二真空密封接头（63）与数据处理模块（5）连接，数据处理模块（5）通过第一真空密封接头（62）与可控孔径阵列（2）连接；恒星-行星光源模拟器（1）、真空光学暗室（6）和数据处理模块（5）均放置在减振台（7）上。