[发明专利]自适应光学系统传递矩阵的正弦调制同步测量装置及方法

摘要

一种自适应光学系统传递矩阵的正弦调制同步测量装置及方法，该装置包括恒星标定光源、主镜、变形次镜、准直透镜、波前探测器、波前记录单元、控制计算单元、通道划分单元、DA转换器、高压放大器，其特征在于：直接利用恒星作为标定光源，同步测量传递矩阵的所有元素。本发明利用了正弦调制技术，能有效减小测量误差、提高测量信噪比；同时利用了稀疏矩阵方法同步测量传递矩阵的所有元素，使得同一调制频率可在不同的驱动器上复用，在大大缩短测量时间的同时，降低了对系统工作频率的要求，工艺上容易实现，为自适应光学系统的高效闭环工作提供了条件。

主权项

自适应光学系统传递矩阵的正弦调制同步测量装置，其特征在于包括:恒星标定光源（1）、主镜（2）、变形次镜（3）、准直透镜（4）、波前探测器（5）、波前记录单元（6.a）、控制计算单元（6.b）、通道划分单元（6.c）、DA转换器（7）和高压放大器（8）；其中，恒星标定光源（1）、主镜（2）、变形次镜（3）和准直透镜（4）产生与波前探测器（5）口径匹配的光波；通道划分单元（6.c）根据变形次镜（3）的面形影响函数模型确定有效影响区域，并根据变形次镜（3）驱动器与波前探测器（5）子孔径的布局将变形次镜（3）的所有的驱动器划分为多个通道；控制计算单元（6.b）根据通道划分单元（6.c）划分的通道向同一通道内的驱动器施加频率相等的正弦调制数字电压信号，不同通道的驱动器施加频率不相等的正弦调制数字电压信号，这些信号经DA转换器（7）转换为模拟信号，再经高压放大器（8）放大后，施加到变形次镜（3）的各驱动器上产生相应的波前，恒星标定光源（1）被变形次镜（3）反射、再经准直透镜（4）透射后，进入波前探测器（5），波前记录单元（6.a）根据波前探测器（5）测得的波前信息，计算并储存各子孔径的斜率信号序列，控制计算单元（6.b）根据子孔径斜率信号和各驱动器正弦调制电压序列，解调出各驱动器正弦电压信号对相应的各子孔径斜率信号的幅值，并根据变形次镜（3）的驱动器位移与电压之间的传递函数求得稳态响应斜率的幅值，最终获得自适应光学系统传递矩阵。