[发明专利]一种基于脉冲激光的信标自适应光学系统

摘要

本发明涉及一种基于脉冲激光的信标自适应光学系统，包括激光信标发射子系统、接收望远镜、目标星波前探测器、激光信标波前探测器、目标星高精跟踪传感器、成像探测器、倾斜控制系统、高阶像差控制系统等；系统采用两级倾斜控制系统，实现大动态范围和高精度倾斜像差控制；采用两级变形控制系统，实现对低频像差和高频像差的分开探测和控制；本发明利用两套波前探测器，探测出不同信号光提供的倾斜、低阶和高阶像差信号，可解决单独由激光信标波前探测引入的非等晕误差问题，以及克服导星抖动误差问题；同时针对脉冲激光的特点，采用外触发斩波技术，可有效消除望远镜不同高角的瑞利散射对波前探测的影响，实现利用激光信标对波前误差不间断探测。

主权项

一种基于脉冲激光的信标自适应光学系统，包括：脉冲激光发射系统(27)、接收望远镜(1)、目标星高精跟踪传感器(29)、成像探测器(31)、变形镜(4)、目标星波前探测器(28)、激光信标波前探测器(30)、一级倾斜镜(3)和二级倾斜镜(7)，其特征在于：激光信标和目标星的光能量同时被接收望远镜(1)接收，经过准直透镜(2)准直后，依次通过一级倾斜镜(3)和变形镜(4)，在第一分光镜(5)进行光谱分光，其中目标光的部分光谱光透射进入目标星波前探测器(28)，剩余的目标光的光谱光和激光信标光经过第一分光镜(5)反射，缩束系统(6)缩束，以及二级倾斜镜(7)反射后，在第二分光镜(8)进行光谱分光，目标光的部分光谱光透射进入目标星高精跟踪传感器(29)，其他的光谱光经第二分光镜(8)反射后，在第三分光镜(9)进行光谱分光，目标光的剩余光谱光透射进入成像探测器(31)，激光信标光谱光反射进入激光信标波前探测器(30)；系统中的目标星波前探测器(28)和激光信标波前探测器(30)两路波前探测器，分别实现对不同目标和不同像差的探测；利用目标星波前探测器(28)探测目标光得到低阶像差，控制接收望远镜(1)中的次镜(32)校正低阶低频像差；利用目标星波前探测器(28)探测目标光得到低阶像差，同步利用激光信标波前探测器(30)探测信标光得到高阶像差，同时控制变形镜(4)校正低阶高频像差以及高阶像差，最终解决单独由激光信标波前探测引入的非等晕误差问题，实现激光信标模式下对大气湍流像差的探测和校正；利用目标星波前探测器(28)探测目标光，得到低频倾斜像差，控制一级倾斜镜(3)，实现大动态范围倾斜像差控制；利用目标星高精跟踪传感器(29)探测目标光，得到高频倾斜像差，控制二级倾斜镜(7)，实现高精度倾斜像差控制；利用激光信标波前探测器(30)探测信标光，得到倾斜像差，控制脉冲激光发射系统(27)中的倾斜镜(24)，克服发射光路由于激光上行光路大气湍流抖动、发射机架振动引入的导星抖动误差问题。