[发明专利]一种拼接望远镜共相位控制装置及控制方法

摘要

本发明涉及一种拼接望远镜共相位控制装置及控制方法，其中，所述装置包括：拼接望远镜；第一分束器，其接收所述出射光线，并生成第一分光束和第二分光束；波前探测器，其探测所述第一分光束，并获得各所述拼接子镜传输路径上的系统像差数据以及波前畸变像差数据；第二分束器，其接收所述第二分光束，并生成第三分光束和第四分光束；平移误差探测器，其探测所述第三分光束，并采集各对所述拼接子镜之间的色散干涉条纹；以及与所述波前探测器、平移误差探测器以及分离可变形次镜的驱动器连接的波前控制器。本发明可以有效实现平移、倾斜及高阶像差的实时探测和补偿校正，与目前同类系统中的技术相比具有更好的准确性与实时性。 1

主权项

1.一种拼接望远镜共相位控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1，利用拼接望远镜将外围的入射光线转变为平行的出射光线，其中，所述拼接望远镜包括带有驱动器的分离可变形次镜以及若干个拼接子镜；步骤S2，利用第一分束器将所述出射光线分成第一分光束和第二分光束；步骤S3，利用波前探测器探测所述第一分光束，并向波前控制器输出各所述拼接子镜传输路径上的系统像差数据以及波前畸变像差数据；利用所述波前控制器根据各所述拼接子镜传输路径上的系统像差数据以及波前畸变像差数据，向所述分离可变形次镜的驱动器输出第一驱动电压，以驱动所述分离可变形次镜产生相应的形变以对各所述拼接子镜传输路径上的系统像差以及波前畸变像差进行补偿校正；步骤S4，利用第二分束器将所述第二分光束分成第三分光束和第四分光束；以及步骤S5，利用平移误差探测器探测所述第三分光束，并向所述波前控制器输出各对所述拼接子镜之间的色散干涉条纹；利用所述波前控制器根据各对所述拼接子镜之间的色散干涉条纹，计算获得各对所述拼接子镜之间的相位平移误差，并根据各对所述拼接子镜之间的相位平移误差，向所述分离可变形次镜的驱动器输出第二驱动电压，以驱动所述分离可变形次镜产生平移以对各对所述拼接子镜之间的相位平移误差进行补偿校正；在所述步骤S5中，计算获得各对所述拼接子镜之间的相位平移误差的步骤包括：步骤S51，利用所述波前控制器根据一对所述拼接子镜之间的一条二维的色散干涉条纹，建立以色散方向为x轴，该对拼接子镜的基线方向为y轴的坐标系，该条色散干涉条纹包括若干条沿y轴方向的一维子条纹，标定各条一维子条纹的波长与横坐标的关系λ(x)；步骤S52，计算各条一维子条纹的波长所对应的第一峰值强度I1(λ)及第一峰值位置y1(λ)、第二峰值强度I2(λ)及第二峰值位置y2(λ)；步骤S53，根据公式(1)计算各条一维子条纹的波长所对应的含有平移误差正负信息的峰值比R，R＝I2(λ)/I1(λ)·sign[y1(λ)‑y2(λ)]    (1)，其中，sign[]为符号函数；步骤S54，根据公式(2)计算各条一维子条纹的波长所对应的小数光程差Δm，其中，an为拟合系数；步骤S55，在该条色散干涉条纹中选择N对一维子条纹，每对一维子条纹所对应的波长为λi、λj，且波长λi与波长λj的差值的绝对值为波长带宽的三分之一至二分之一；根据公式(3)计算每对一维子条纹的波长λi、λj所对应的一对所述拼接子镜之间的光程差δij，其中，Δij为波长λi与波长λj之间的干涉级数差，Δmi为波长λi所对应的小数光程差，Δmj为波长λj所对应的小数光程差；步骤S56，根据公式(4)计算一对所述拼接子镜之间的平均光程差δ，以作为该对拼接子镜之间的相位平移误差，δ＝∑δij/N      (4)；步骤S57，重复执行所述步骤S51‑S56，直至计算获得所有对所述拼接子镜之间的相位平移误差。