[发明专利]一种空间全区域超高对比度成像方法及星冕仪系统

权利要求书

1.一种空间全区域超高对比度成像方法，其特征在于，采用圆环带光瞳透过率调制技术，沿光瞳径向进行透过率渐变调制，实现对恒星强衍射光的抑制，所述圆环带光瞳透过率调制采用有限带、左右对称式的透过率调制带来改变恒星在系统光瞳位置的能量分布，以满足最优高对比度成像的需求，所述有限带、左右对称式的透过率调制带由有限的透过率调制环带组成，环带调制以中心带透过率逐渐变化、以中心带起始左右透过率对称分布；透过率渐变调制方法包括如下步骤：

第一步，根据卫星平台提供的资源和包络约束，确定星冕仪系统的通光口径、光瞳调制器带数、调制函数趋势以及最优化空间布局策略；

第二步，根据初定的通光口径和调制带数，设定每带透过率的变化范围以及变化趋势；

第三步，预先规定第N+1带中心环带为透过率最高带，设定每透过率调制带的初始透过率值，根据透过率变化范围动态调整透过率值，调制带的透过率数值以中心第N+1环带对称布局，如系统由2*N+1条带构成，其中第N+1条带为中心，后续透过率带沿该中心呈对称分布，总计N+1种透过率值；

第四步，将上述设计的初始光瞳透过率值带入到整套高对比度成像计算模拟系统，通过调整N+1带的透过率值，完成后续的迭代优化流程；

第五步，设立最优对比度函数及判据，动态调整每带调制带的透过率数值，实时计算特定工作区域内的成像对比度性能，判断是否满足最优。

2.根据权利要求1所述的一种空间全区域超高对比度成像方法，其特征在于，通过对光瞳沿径向进行有限带数的透过率变化调制，实际研制过程中仅对有限的几带做镀膜处理。

3.根据权利要求1所述的一种空间全区域超高对比度成像方法，其特征在于，对中心处和最边沿镀制高反膜，所述高反膜和通光口径外的膜层一致。

4.根据权利要求1所述的一种空间全区域超高对比度成像方法，其特征在于，通过对光瞳引入数量有限的调制带，并采用以中心带对称分布改变透过率数值。

5.基于空间全区域超高对比度成像方法的星冕仪系统，其特征在于，包括模拟恒星光源、准直系统、孔径光阑、环带光瞳调制滤光器、成像系统、探测器，所述准直系统包括反射镜和第一抛物面镜，所述成像系统包括第二抛物面镜和成像镜，来自无穷远的恒星光经过望远镜聚焦到星冕仪系统入射端，经反射镜折转到第一抛物面镜将点源目标扩展为平行光，模拟无穷远处的恒星光；孔径光阑用于将不需要的杂散光挡出系统，环带光瞳调制滤光器将恒星光能量进行调制，最终通过成像镜折转至第二抛物面镜，在星冕仪系统焦面探测器进行成像，所述环带光瞳调制滤光器采用权利要求1至4中任意一项所述的成像方法进行光瞳的幅值调制。

6.根据权利要求5所述的基于空间全区域超高对比度成像方法的星冕仪系统，其特征在于，所述星冕仪系统具有空间大工作区域或360°全视场工作区域，对比度优于10^-7，所述星冕仪系统用于空间高对比度成像或系外行星探测。