[发明专利]一种基于光纤互联的光学系统装调方法及装置

说明书

本申请公开了一种基于光纤互联的光学系统装调方法及装置，包括：由激光器所发出的光束通过第一光纤耦合器分为等能量的N路光束；其中N为分离子孔径数；通过各第二光纤耦合器将每一路光束分出90％能量的光传输至N个分离式小口径平行光管，剩余光传输至条纹追踪器；根据条纹追踪结果，控制系统出射波前均方根降低至0.05个波长之内；移动分离式小口径平行光管，对整个孔径频域面进行覆盖并进行空域的重建；改变分离式小口径平行光管指向，对待测望远镜不同视场进行检测。这样使用分离式小口径平行光管和利用光纤互联可以保证波前合成的相干性，使波前接近与整体理想波前的取样，以较低成本实现光学系统的装调，减少对大口径平行光管的依赖。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种基于光纤互联的光学系统装调方法及装置。

背景技术

为了获得更高的空间分辨率和极限探测能力，实现对宇宙更深、更详细的探索，天文观测以及空间态势感知所使用的望远镜口径越来越大，未来的地基望远镜为30～40米量级，而空间望远镜的口径也由六米级向十米级发展。这些大口径望远镜的建设，不仅将人类对宇宙的认识范围扩展到宇宙初始的黑暗时期，即实现对“首光”的观测，同时，大口径与自适应光学的结合，使望远镜观测到的宇宙结构更加精细，对实现黑洞、暗物质暗能量、类地行星等天文学重要课题具有十分重要的意义。不仅如此，除天文学应用外，不论是对于占领太空高低，还是检测小行星对人类问题的威胁，大口径望远镜均有不可替代的作用。

望远镜在整体装调以及系统整体波前质量检测的过程中，均需要对其波前进行检测，一般分为两个技术流派：即平面镜自准直与平行光管发射平面波前。由于下一代大口径望远镜需要对准的部件与科学终端较多，使用平面镜自准直在没有中间像面的光路中无法实现，不仅如此，由于自准直方法光线在系统中往返传播两次，会降低检测的动态范围的同时，增加失调状态检测的非线性程度；因此，使用平行光管对大口径望远镜进行系统整体检测是目前最佳的选择。

但是，随着望远镜口径的增大，建造与之匹配的大口径平行光管越来也困难。目前，大口径的平行光管口径普遍在400～500mm，而更大口径的平行光管不论是在成本还是技术风险上都随着口径的增加而迅速提高。

因此，如何对大口径望远镜进行系统整体波前质量检测，并装调至所需状态，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于光纤互联的光学系统装调方法及装置，可以使波前接近与整体理想波前的取样，以较低成本实现光学系统的装调，减少对大口径平行光管的依赖。其具体方案如下：

一种基于光纤互联的光学系统装调方法，包括：

由激光器所发出的光束通过第一光纤耦合器分为等能量的N路光束；其中N为分离子孔径数；

将分成的每一路光束分别传输至各第二光纤耦合器；

通过各所述第二光纤耦合器将每一路光束分出90％能量的光传输至待检测望远镜前方设置的N个分离式小口径平行光管，以及分出10％能量的光传输至条纹追踪器进行条纹追踪；

根据条纹追踪结果，控制系统出射波前均方根降低至0.05个波长之内；

移动各所述分离式小口径平行光管，对整个孔径频域面进行覆盖，并进行空域的重建；

分别改变各所述分离式小口径平行光管的指向，对所述待检测望远镜的不同视场进行检测，控制出射波前综合波像差值调整至0.1个波长之内。

优选地，在本发明实施例提供的上述基于光纤互联的光学系统装调方法中，所有光束均在保偏光纤中进行传输。

优选地，在本发明实施例提供的上述基于光纤互联的光学系统装调方法中，所述对所述待检测望远镜的不同视场进行检测，包括：

建立灵敏度矩阵；