[发明专利]基于中心开孔型四象限探测器的实时光纤定位装置及定位方法

摘要

本发明公开了一种基于中心开孔型四象限探测器的实时光纤定位装置，包括：从望远镜系统接收的星象光斑；会聚透镜：用于对星象光斑进行会聚，会聚后的激光照射到中心开孔型四象限探测器上形成光斑；中心开孔型四象限探测器：中心开设有小孔，用于确定光斑中心位置，之后将光斑中心位置发送给光电位置接收器；光电位置接收器：用于接收中心开孔型四象限探测器发来的光斑中心位置，之后将光斑中心位置发送给控制平台；控制平台：用于根据光斑中心位置调整光纤的位置；光纤：光纤一端插在中心开孔型四象限探测器的中心小孔内。本发明还公开了采用前述实时光纤定位装置进行定位的方法。本发明成功实现了光纤的实时闭环监测和反馈。

主权项

1.采用基于中心开孔型四象限探测器的实时光纤定位装置进行定位的方法，其特征在于：实时光纤定位装置包括：从望远镜系统接收的星象光斑(1)；会聚透镜(2)：用于对星象光斑(1)进行会聚，会聚后的激光照射到中心开孔型四象限探测器(3)上形成光斑；中心开孔型四象限探测器(3)：中心开设有小孔，用于确定光斑中心位置，之后将光斑中心位置发送给光电位置接收器(5)；光电位置接收器(5)：用于接收中心开孔型四象限探测器(3)发来的光斑中心位置，之后将光斑中心位置发送给控制平台(6)；控制平台(6)：用于根据光斑中心位置调整光纤(4)的位置；光纤(4)：光纤(4)一端插在中心开孔型四象限探测器(3)的中心小孔内，另一端接光谱仪；所述中心开孔型四象限探测器(3)通过式(1)确定光斑中心位置式(1)中，为m的平均值，为n的平均值，为p的平均值，x₀和y₀是光斑中心坐标的瞬时值，σ²为二维高斯函数的方差；在此过程中，限定光斑中心点的位置在区域内，其中r为中心开孔型四象限探测器(3)的中心小孔的半径；所述实时光纤定位装置还包括机械装置，机械装置有两个轴，即中心回转轴和偏心回转轴；将中心开孔型四象限探测器(3)中心小孔的中心与光纤(4)的中心同轴设置，将控制平台(6)设置为对中心开孔型四象限探测器(3)的数据进行每秒一次的整合处理，实时拟合三维高斯曲面图，并利用块图像缺失的分析补全技术，将缺失的高斯曲面进行补全，以此最终确定光斑的中心位置，并实时调整中心开孔型四象限探测器(3)的焦面角度和位置，使得中心开孔型四象限探测器(3)的中心小孔对准光斑中心位置；所述将缺失的高斯曲面进行补全通过以下过程实现：采用梯度法渐进接近高斯曲面，从圆各边取梯度，向前预测宽度1微米的环状区域，如此经过数百次预测即实现补全。