一种适用于天文望远镜的tip‑tilt校正系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适用于天文望远镜的tip‑tilt校正系统，属于光学工程技术领域，所述校正系统包括第一平移台、第二平移台、快反镜、第二全反镜和CCD传感器，所述第一平移台上设有同光轴的第一全反镜和反射镜，所述第二平移台上设有中心带孔且位于观测星焦点的取样镜，所述快反镜位于第二平移台的上方，所述第二全反镜位于第二平移台的下方，所述CCD传感器与快反镜通讯连接，本实用新型专利技术存在两条相互独立的伴星取样光路，灵活度高，且只需一个CCD传感器便可以兼顾采集两条伴星取样光路的光能信息，便于快反镜进行tip‑tilt校正，提高成像分辨率，同时，天文望远镜的卡焦焦点位置不变，避免影响其它探测设备的位置。

Suitable for astronomical telescope tip tilt system

The utility model relates to a suitable for astronomical telescope tip tilt system, which belongs to the technical field of optical engineering, the correction system includes a first translation table, second translation table, quick mirror and second mirror and CCD sensor, the first translation table is provided with a light axis of the first mirror and mirror second, the translation table is provided with a center hole and sampling mirror at observed star focus, the upper part of the fast steering mirror is located in the second platform, below the second mirror is located on the second platform, the CCD sensor is connected with a fast steering mirror communication, the utility model has two independent companion sampling optical path, high flexibility, and only one CCD sensor can both collect two companion optical light sampling information, tip tilt correction for improving the imaging resolution of fast steering mirror, At the same time, the focal position of the focus of the astronomical telescope remains unchanged, so that the location of other detectors can be avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统
本技术属于光学工程
，具体地说涉及一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统。
技术介绍
天文望远镜是支撑天文学发展的重要基础，是人类认识宇宙的重要技术手段。目前的天文望远镜以地基为主，由于太阳辐射等因素引发的大气湍流造成大气折射率的随机起伏，影响着地基天文望远镜的光学系统性能。自适应光学可以对目标光波前进行对应的校正。但是，用于实时校正大气湍流的天文自适应光学系统通常需要一颗或多颗足够亮的信标用于进行实时的波前探测。对大气湍流扰动导致的波前畸变进行模式分解，可以分为高阶项和倾斜项(tip-tilt)两大部分。由于大气湍流具有随时间快速变化的特性，因此，tip-tilt的影响具体表现为星象的抖动，在长时积分条件下表现为星象的弥散，降低天文望远镜的能量利用效率及成像分辨率。
技术实现思路
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，技术人对天文望远镜的原有光路结构进行改进，既便于进行tip-tilt校正，又能保证观测星仍聚焦于天文望远镜的卡焦焦点位置，同时，观测星光束的发散角不变，避免影响其它探测设备的位置。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统，包括观测星光路和伴星取样光路，还包括：第一平移台，位于观测星光路上，其能够沿着水平方向移动，所述第一平移台上设有同光轴的第一全反镜和反射镜，且天文望远镜的卡焦焦点位于第一全反镜的光轴上，所述反射镜包括全反、透射率为10％且反射率为90％的两种切换状态；第二平移台，位于伴星取样光路上，其能够沿着水平方向移动，所述第二平移台上设有中心带孔且位于观测星焦点的取样镜，所述取样镜处设有第一透镜；与取样镜同光轴设置的快反镜和第二全反镜，所述快反镜位于第二平移台的上方，且其与第一全反镜平行设置，所述第二全反镜位于第二平移台的下方，且其分别与反射镜、取样镜平行设置，所述第二全反镜处设有第二透镜；与快反镜通讯连接的CCD传感器，用于采集伴星取样光束的光能信息，并将所述信息反馈给快反镜进行tip-tilt校正。进一步，所述取样镜上的孔位于观测星焦点处，所述孔的圆心角为0.8′-1.2′。进一步，所述第二透镜的焦面位于其前、后焦点的等效中心处，以保证经过第二透镜前、后的观测星光束的发散角相等。进一步，所述第一平移台推出观测星光路后，观测星光束直接聚焦至天文望远镜的卡焦焦点处。进一步，所述第一平移台推入观测星光路且第二平移台推入伴星取样光路后，所述反射镜处于全反的切换状态，伴星取样光束依次经第一全反镜、快反镜、取样镜、第一透镜成像至CCD传感器，观测星光束依次经第一全反镜、快反镜、取样镜、第二全反镜、第二透镜和反射镜成像至天文望远镜的卡焦焦点处。进一步，所述第一平移台推入观测星光路且第二平移台推出伴星取样光路后，所述反射镜处于透射率为10％且反射率为90％的切换状态，伴星取样光束依次经第一全反镜、快反镜、第二全反镜、第二透镜和反射镜成像至CCD传感器，观测星光束依次经第一全反镜、快反镜、第二全反镜、第二透镜和反射镜成像至天文望远镜的卡焦焦点处。另，本技术还提供一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统的校正方法，包括如下步骤：S1：观察第一视场内是否存在伴星，若存在伴星，继续步骤S2，否则，继续步骤S3，所述第一视场的视场角为θ，且S2：将第一平移台推入观测星光路且第二平移台推出伴星取样光路，调整反射镜使其处于透射率为10％且反射率为90％的切换状态，CCD传感器采集伴星的10％的光能信息，并将所述信息反馈给快反镜进行tip-tilt校正；S3：观察第二视场内是否存在伴星，若存在伴星，继续步骤S4，否则，继续步骤S5，所述第二视场的视场角为θ，且S4：将第一平移台推入观测星光路且第二平移台推入伴星取样光路，调整反射镜使其处于全反的切换状态，CCD传感器采集伴星的全部光能信息，并将所述信息反馈给快反镜进行tip-tilt校正；S5：将第一平移台推出观测星光路，观测星光束直接聚焦至天文望远镜的卡焦焦点处，不损耗观测星的能量。进一步，当天文望远镜需要进行导星操作时，将第一平移台推入观测星光路且第二平移台推入伴星取样光路，调整反射镜使其处于全反的切换状态，CCD传感器进行导星采集。本技术的有益效果是：1、在观测星焦点处设置中心带孔的取样镜，并对孔的圆心角进行优选，以漏过圆心角以内的光束，且能够全部反射圆心角以外的光束，第一平移台和第二平台能够沿着水平方向移动，同时，反射镜可以进行状态切换，促使校正系统存在两条相互独立的伴星取样光路，灵活度高，且只需一个CCD传感器便可以兼顾采集两条伴星取样光路的光能信息，便于快反镜进行tip-tilt校正，结构紧凑，保证不同应用状态下光能的有效利用，提高成像分辨率。2、第二透镜的焦面位于其前、后焦点的等效中心处，保证观测星光束的发散角相等，另外，天文望远镜的卡焦焦点位置不变，避免影响其它探测设备的位置。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是原天文望远镜的光路结构示意图。附图中：1-第一平移台、2-第二平移台、3-第一全反镜、4-反射镜、5-取样镜、6-快反镜、7-第二全反镜、8-CCD传感器、9-第一透镜、10-第二透镜、11-天文望远镜的卡焦焦点；其中，图中带箭头的实线表示观测星光路，带箭头的虚线表示伴星取样光路。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合本技术的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本技术创造。实施例一：如图1所示，一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统，包括第一平移台1、第二平移台2、快反镜6、第二全反镜7和CCD传感器8，其中，所述第一平移台1、第二平移台2均能够沿着水平方向移动，以实现推入或推出光路。所述第一平移台1位于观测星光路上，其表面设有同光轴的第一全反镜3和反射镜4，且天文望远镜的卡焦焦点12位于第一全反镜3的光轴上，所述反射镜4包括全反、透射率为10％且反射率为90％的两种切换状态，观测星光束和伴星光束经第一全反镜3进入校正系统中，经校正系统出射的观测星光束经反射镜4成像至天文望远镜的卡焦焦点11，如图2所示，观测星光束最终成像至天文望远镜的卡焦焦点11，也就是说，对原有光路结构进行改进后，观测星仍能聚焦于天文望远镜的卡焦焦点11，避免影响其它探测设备的位置。所述第二平移台2位于伴星取样光路上，其表面设有中心带孔且位于观测星焦点的取样镜5，所述取样镜5处设有第一透镜9，取样镜5可以漏过圆心角以内的光束，且能够将圆心角以外的光束全部反射至CCD传感器8成像，所述取样镜5上的孔位于观测星焦点处，所述孔的圆心角为0.8′-1.2′，优选为1′。所述快反镜6位于第二平移台2的上方，且其与第一全反镜3平行设置，所述第二全反镜7位于第二平移台2的下方，且其分别与反射镜4、取样镜5平行设置，另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于天文望远镜的tip‑tilt校正系统，包括观测星光路和伴星取样光路，其特征在于，还包括：第一平移台，位于观测星光路上，其能够沿着水平方向移动，所述第一平移台上设有同光轴的第一全反镜和反射镜，且天文望远镜的卡焦焦点位于第一全反镜的光轴上，所述反射镜包括全反、透射率为10％且反射率为90％的两种切换状态；第二平移台，位于伴星取样光路上，其能够沿着水平方向移动，所述第二平移台上设有中心带孔且位于观测星焦点的取样镜，所述取样镜处设有第一透镜；与取样镜同光轴设置的快反镜和第二全反镜，所述快反镜位于第二平移台的上方，且其与第一全反镜平行设置，所述第二全反镜位于第二平移台的下方，且其分别与反射镜、取样镜平行设置，所述第二全反镜处设有第二透镜；与快反镜通讯连接的CCD传感器，用于采集伴星取样光束的光能信息，并将所述信息反馈给快反镜进行tip‑tilt校正。

【技术特征摘要】
1.一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统，包括观测星光路和伴星取样光路，其特征在于，还包括：第一平移台，位于观测星光路上，其能够沿着水平方向移动，所述第一平移台上设有同光轴的第一全反镜和反射镜，且天文望远镜的卡焦焦点位于第一全反镜的光轴上，所述反射镜包括全反、透射率为10％且反射率为90％的两种切换状态；第二平移台，位于伴星取样光路上，其能够沿着水平方向移动，所述第二平移台上设有中心带孔且位于观测星焦点的取样镜，所述取样镜处设有第一透镜；与取样镜同光轴设置的快反镜和第二全反镜，所述快反镜位于第二平移台的上方，且其与第一全反镜平行设置，所述第二全反镜位于第二平移台的下方，且其分别与反射镜、取样镜平行设置，所述第二全反镜处设有第二透镜；与快反镜通讯连接的CCD传感器，用于采集伴星取样光束的光能信息，并将所述信息反馈给快反镜进行tip-tilt校正。2.根据权利要求1所述的一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统，其特征在于，所述取样镜上的孔位于观测星焦点处，所述孔的圆心角为0.8′-1.2′。3.根据权利要求1所述的一种适用于天文望远镜的tip-tilt校正系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德恩，陈良明，代万俊，张鑫，杨英，胡东霞，袁强，薛峤，张晓璐，赵军普，朱启华，范松如，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川,51