钠导引星星群高重频波前畸变校正系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种钠导引星星群高重频波前畸变校正系统及方法，所述系统包括：微秒脉冲钠导引星激光器组(1)、n维交叠数据分析单元(9)、n维交叠采样成像单元(10)以及控制单元(11)。所述控制单元(11)控制每个波前探测器在对应的微秒脉冲钠导引激光器通过所述发射单元(2)间隔次序发射微秒脉冲激光后的预设时间段内，接收对应的钠导引星的背向散射光，从而消除瑞利散射光的干扰，提高背向散射光的信噪比，避免多颗钠导引星与多束瑞利散射光柱之间的互相串扰，同时可提高较低层大气的探测重频，进而提高校正精度。

Sodium guide system and method for correcting high frequency wavefront distortion of stars

The embodiment of the invention provides a high repetition rate of sodium guide stars wavefront correction system and method, the system includes: a microsecond pulse sodium laser guide star group (1), an overlapping data analysis unit (9), an overlapping sampling imaging unit (10) and a control unit (11). The control unit (11) controls each wavefront detector in the corresponding microsecond pulse sodium guide laser through the transmission unit (2) interval order emission microsecond pulsed laser after a preset period of time, receive the corresponding sodium guide star of the backscattered light, thereby eliminating the interference of Rayleigh scattering, improve the backscattering the optical signal-to-noise ratio and avoid a plurality of sodium guide star and crosstalk between the multi beam Rayleigh scattering beam, and improved detection of heavy frequency of the lower atmosphere, and improve the accuracy of correction.

【技术实现步骤摘要】
钠导引星星群高重频波前畸变校正系统及方法
本专利技术实施例涉及自适应光学校正
，更具体地，涉及一种钠导引星星群高重频波前畸变校正系统及方法。
技术介绍
望远镜透过大气层观测目标时，目标信号光的波前受到大气湍流扰动而发生波前畸变，从而导致大型地基望远镜分辨率远低于理论值。采用自适应光学技术可以对这些扰动因素进行校正，使望远镜达到理论衍射极限分辨率，这对于理论衍射极限分辨率极高的大口径天文望远镜尤其必要。自适应校正需要用天空中亮星作为导引星获波前畸变信息，目标信号以及导引星信号穿过大气层，被观测望远镜接收并分开，其中导引星信号被波前探测器接收并获得波前畸变信息，并将该波前畸变信息处理后反馈至波前控制器产生反畸变信息，在波前控制器的驱动控制下波前校正器对目标信号以及导引星信号进行波前畸变校正，校正后的目标信号经成像单元成像还原目标信息。在激光钠导引星校正技术中，利用了海拔90～105km大气电离层中有许多金属原子，其中钠原子丰度高、且能发出很强的钠D2荧光谱线，采用相应波长的黄激光(称为钠导引星激光)共振激发这些钠原子，产生强烈的背向散射光，称为激光钠导引星(又称为钠信标)。钠导引星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钠导引星星群高重频波前畸变校正系统，所述系统包括：发射单元(2)、观测望远镜(5)、校正补偿单元(6)、分光单元(7)以及波前探测单元(8)，其特征在于，所述系统还包括：微秒脉冲钠导引星激光器组(1)、n维交叠数据分析单元(9)、n维交叠采样成像单元(10)以及控制单元(11)；所述微秒脉冲钠导引激光器组(1)包括多个微秒脉冲钠导引激光器，所述多个微秒脉冲钠导引激光器与所述发射单元(2)，沿所述多个微秒脉冲钠导引激光器产生的微秒脉冲激光的传播方向同轴设置，所述微秒脉冲钠导引激光器组(1)用于通过所述发射单元(2)向大气电离层的特定区域发射多束微秒脉冲激光，并在所述大气电离层的特定区域产生多...

【技术特征摘要】
1.一种钠导引星星群高重频波前畸变校正系统，所述系统包括：发射单元(2)、观测望远镜(5)、校正补偿单元(6)、分光单元(7)以及波前探测单元(8)，其特征在于，所述系统还包括：微秒脉冲钠导引星激光器组(1)、n维交叠数据分析单元(9)、n维交叠采样成像单元(10)以及控制单元(11)；所述微秒脉冲钠导引激光器组(1)包括多个微秒脉冲钠导引激光器，所述多个微秒脉冲钠导引激光器与所述发射单元(2)，沿所述多个微秒脉冲钠导引激光器产生的微秒脉冲激光的传播方向同轴设置，所述微秒脉冲钠导引激光器组(1)用于通过所述发射单元(2)向大气电离层的特定区域发射多束微秒脉冲激光，并在所述大气电离层的特定区域产生多颗钠导引星，所述多颗钠导引星与所述多个微秒脉冲钠导引激光器一一对应；所述观测望远镜(5)用于接收待处理回光，所述观测望远镜(5)、所述校正补偿单元(6)中的波前校正器(6-1)和所述分光单元(7)三者沿所述待处理回光的传播方向同轴设置，所述待处理回光包括所述待观测目标的信号光以及所述多颗钠导引星的背向散射光；所述分光单元(7)用于将所述待处理回光中的所述待观测目标的信号光以及所述多颗钠导引星的背向散射光分开；所述波前探测单元(8)包括多个波前探测器，所述多个波前探测器与所述多个微秒脉冲钠导引激光器一一对应，所述多个波前探测器与所述分光单元(7)，沿所述多颗钠导引星的背向散射光经所述分光单元(7)后的传播方向同轴设置，每个波前探测器用于探测对应的钠导引星的背向散射光的波前畸变；所述n维交叠数据分析单元(9)分别与所述波前探测单元(8)以及所述校正补偿单元(6)中的波前控制器(6-2)电连接，所述n维交叠数据分析单元(9)用于分析每个波前探测器探测到的波前畸变，且每分析得到一个波前畸变信息时，将该波前畸变信息发送至波前控制器(6-2)；所述波前控制器(6-2)用于在每接收到的一个波前畸变信息后，根据该波前畸变信息控制所述波前校正器(6-1)对所述待观测目标的信号光进行一次校正；所述n维交叠采样成像单元(10)与所述分光单元(7)，沿所述待观测目标的信号光经所述所述分光单元(7)后的传播方向同轴设置，用于在所述待观测目标的信息光经过校正后，对所述待观测目标的信息光进行成像；所述控制单元(11)分别与所述微秒脉冲钠导引星激光器组(1)、所述发射单元(2)、所述波前探测单元(8)以及所述n维交叠数据分析单元(9)电连接，用于控制每个波前探测器在对应的微秒脉冲钠导引激光器通过所述发射单元(2)发射微秒脉冲激光后的预设时间段内，接收对应的钠导引星的背向散射光，还用于控制所述发射单元(2)的发射角度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设时间段的起始时刻，为每束微秒脉冲激光的脉冲前沿在大气电离层下边缘产生的钠导引星的背向散射光传播至地面的时刻；所述预设时间段的结束时刻，为所述微秒脉冲激光的脉冲后沿在大气电离层上边缘产生的钠导引星的背向散射光传播至地面的时刻。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄勇，许祖彦，彭钦军，左军卫，申玉，宗楠，宗庆霜，张雨东，魏凯，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11