一种高角分辨率的望远成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高角分辨率的望远成像装置，包括望远镜、准直镜、反射镜、倾斜波前校正器、高阶波前校正器、缩束系统、第一分光镜、波前调制器、成像模块、第一反射镜、第二分光镜、夏克‑哈特曼波前传感器、第二反射镜、精跟踪波前传感器和波前控制器。本装置的自适应光学系统能够校正大气湍流对望远成像的影响，波前调制器能够衍射压缩望远成像装置的点扩散函数，从而获得更高的分辨率，在望远成像研究领域具有重要的技术应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高角分辨率的望远成像装置
本专利技术属于望远成像
，具体涉及一种高角分辨率的望远成像装置。
技术介绍
望远镜是人类对空间碎片、天体或地球进行遥感观测的重要工具。由于光波的衍射行为，导致理想望远成像装置的角分辨率受到工作波长和望远镜口径的限制。一般来说，望远成像装置的工作波长相对固定，想要获得更高的角分辨率意味着增大望远镜的口径。然而，大口径望远镜的制备带来的技术难度和研制成本会急剧增加。因此，如何突破望远成像装置角分辨率的上述原理限制，实现更高的成像分辨力具有重要的应用前景。另一方面，随着空间光学成像研究的深入，大气湍流在空间光学成像过程中时常存在，对望远系统的成像过程会产生严重的影响。现有的装置未配置自适应光学系统校正大气湍流引入的波像差，在存在大气湍流的应用中，无法获得实时的超分辨望远成像结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决传统超分辨望远成像装置未校正大气湍流对成像过程影响的问题，提出了一种高角分辨率的望远成像装置。本专利技术的技术方案是：一种高角分辨率的望远成像装置包括望远镜、准直镜、反射镜、倾斜波前校正器、高阶波前校正器、缩束系统、第一分光镜、波前调制器、成像模块、第一反射镜、第二分光镜、夏克-哈特曼波前传感器、第二反射镜、精跟踪波前传感器和波前控制器；经过望远镜的光线经过准直镜准直后，由反射镜依次反射至倾斜波前校正器和高阶波前校正器进行校正得到校正光线；校正光线进入缩束系统进行缩束得到缩束光线；缩束光线经过第一分光镜透射形成第一光线和第二光线；第一光线经过波前调制器进入成像模块；第二光线经过第一反射镜反射至第二分光镜，形成第三光线和第四光线；第三光线进入夏克-哈特曼波前传感器；第四光线经过第二反射镜反射进入精跟踪波前传感器；夏克-哈特曼波前传感器探测第三光线的光线波前信息；精跟踪波前传感器探测第四光线的光线波前信息；波前控制器分别与夏克-哈特曼波前传感器和精跟踪波前传感器通信连接；夏克-哈特曼波前传感器和精跟踪波前传感器将第三光线的光线波前信息和第四光线的光线波前信息传输至波前控制器；波前控制器分别与倾斜波前校正器和高阶波前校正器通信连接。本专利技术的有益效果是：本装置的自适应光学系统能够校正大气湍流对望远成像的影响，波前调制器能够衍射压缩望远成像装置的点扩散函数，从而获得更高的分辨率，在望远成像研究领域具有重要的技术应用前景。进一步地，倾斜波前校正器用于对低阶像差进行闭环校正；高阶波前校正器用于对高阶像差进行闭环校正。上述进一步方案的有益效果是：在本专利技术中，倾斜波前校正器和高阶波前校正器分别对大气湍流引起的低阶和高阶像差进行闭环校正，解决大气湍流对成像过程的影响。进一步地，波前调制器8为0/π二元位相波前调制器、0～2π连续位相波前调制器、0/1振幅波前调制器或0～1连续振幅波前调制器。进一步地，波前调制器的工作波段为紫外、可见光或红外范围，其工作模式为透射调制模式或反射调制模式；波前调制器的光线调制区域由缩束系统的缩束倍率决定。进一步地，波前调制器对望远成像装置的点扩散函数进行压缩的公式为：δ＝kδ0其中，望远成像装置的点扩散函数为δ0＝2.44λf/D，λ为望远成像装置的工作波长，D为望远镜口径，f为望远成像装置的焦距，k为衍射压缩系数，k<1。进一步地，成像模块包括滤光单元、成像物镜和成像探测器；滤光单元用于根据成像需要，选择中心波长和带宽；成像物镜用于对目标物体进行会聚成像；成像探测器用于记录目标物体的成像信息。进一步地，滤光单元为偏光正片、滤光片或滤光器。上述进一步方案的有益效果是：在本专利技术中，成像探测器可以根据滤光片或滤光器的中心波长选择类型合适的探测器，保证成像探测器的光学图像强度响应灵敏度。附图说明图1为望远成像装置的结构图；图2为成像模块的结构图；图3为波前调制器的调制图；图4为望远成像装置的实施例效果图；图中，1、望远镜；2、准直镜；3、反射镜；4、倾斜波前校正器；5、高阶波前校正器；6、缩束系统；7、第一分光镜；8、波前调制器；9、成像模块；10、第一反射镜；11、第二分光镜；12、夏克-哈特曼波前传感器；13、第二反射镜；14、精跟踪波前传感器；15、波前控制器；101、滤光单元；102、成像物镜；103、成像探测器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的说明。如图1所示，本专利技术提供了一种高角分辨率的望远成像装置包括望远镜1、准直镜2、反射镜3、倾斜波前校正器4、高阶波前校正器5、缩束系统6、第一分光镜7、波前调制器8、成像模块9、第一反射镜10、第二分光镜11、夏克-哈特曼波前传感器12、第二反射镜13、精跟踪波前传感器14和波前控制器15；经过望远镜1的光线经过准直镜2准直后，由反射镜3依次反射至倾斜波前校正器4和高阶波前校正器5进行校正得到校正光线；校正光线进入缩束系统6进行缩束得到缩束光线；缩束光线经过第一分光镜7透射形成第一光线和第二光线；第一光线经过波前调制器8进入成像模块9；第二光线经过第一反射镜10反射至第二分光镜11，形成第三光线和第四光线；第三光线进入夏克-哈特曼波前传感器12；第四光线经过第二反射镜13反射进入精跟踪波前传感器14；夏克-哈特曼波前传感器12探测第三光线的光线波前信息；精跟踪波前传感器14探测第四光线的光线波前信息；波前控制器15分别与夏克-哈特曼波前传感器12和精跟踪波前传感器14通信连接；夏克-哈特曼波前传感器12和精跟踪波前传感器14将第三光线的光线波前信息和第四光线的光线波前信息传输至波前控制器15；波前控制器15分别与倾斜波前校正器4和高阶波前校正器5通信连接。在本专利技术实施例中，如图1所示，倾斜波前校正器4用于对低阶像差进行闭环校正；高阶波前校正器5用于对高阶像差进行闭环校正。在本专利技术中，倾斜波前校正器和高阶波前校正器分别对大气湍流引起的低阶和高阶像差进行闭环校正，解决大气湍流对成像过程的影响。在本专利技术实施例中，如图1所示，波前调制器8为0/π二元位相波前调制器、0～2π连续位相波前调制器、0/1振幅波前调制器或0～1连续振幅波前调制器。在本专利技术实施例中，如图1所示，波前调制器8的工作波段为紫外、可见光或红外范围，其工作模式为透射调制模式或反射调制模式；波前调制器8的光线调制区域由缩束系统6的缩束倍率决定。在本专利技术实施例中，如图1所示，波前调制器8对望远成像装置的点扩散函数进行压缩的公式为：δ＝kδ0其中，望远成像装置的点扩散函数为δ0＝2.44λf/D，λ为望远成像装置的工作波长，D为望远镜口径，f为望远成像装置的焦距，k为衍射压缩系数，k<1。波前调制器还可以是任一位相波前调制器与任一振幅波前调制器的组合。波前调制器的位相调制方式可以为各环带区域刻蚀出光程差、液晶光调制器或位相型亚波长表面结构器件；波前调制器的振幅调制方式可以为不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高角分辨率的望远成像装置，其特征在于，包括望远镜(1)、准直镜(2)、反射镜(3)、倾斜波前校正器(4)、高阶波前校正器(5)、缩束系统(6)、第一分光镜(7)、波前调制器(8)、成像模块(9)、第一反射镜(10)、第二分光镜(11)、夏克-哈特曼波前传感器(12)、第二反射镜(13)、精跟踪波前传感器(14)和波前控制器(15)；/n经过所述望远镜(1)的光线经过准直镜(2)准直后，由反射镜(3)依次反射至倾斜波前校正器(4)和高阶波前校正器(5)进行校正得到校正光线；所述校正光线进入缩束系统(6)进行缩束得到缩束光线；所述缩束光线经过第一分光镜(7)透射形成第一光线和第二光线；所述第一光线经过波前调制器(8)进入成像模块(9)；所述第二光线经过第一反射镜(10)反射至第二分光镜(11)，形成第三光线和第四光线；所述第三光线进入夏克-哈特曼波前传感器(12)；所述第四光线经过第二反射镜(13)反射进入精跟踪波前传感器(14)；所述夏克-哈特曼波前传感器(12)探测第三光线的光线波前信息；所述精跟踪波前传感器(14)探测第四光线的光线波前信息；所述波前控制器(15)分别与夏克-哈特曼波前传感器(12)和精跟踪波前传感器(14)通信连接；所述夏克-哈特曼波前传感器(12)和精跟踪波前传感器(14)将第三光线的光线波前信息和第四光线的光线波前信息传输至波前控制器(15)；所述波前控制器(15)分别与倾斜波前校正器(4)和高阶波前校正器(5)通信连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高角分辨率的望远成像装置，其特征在于，包括望远镜(1)、准直镜(2)、反射镜(3)、倾斜波前校正器(4)、高阶波前校正器(5)、缩束系统(6)、第一分光镜(7)、波前调制器(8)、成像模块(9)、第一反射镜(10)、第二分光镜(11)、夏克-哈特曼波前传感器(12)、第二反射镜(13)、精跟踪波前传感器(14)和波前控制器(15)；
经过所述望远镜(1)的光线经过准直镜(2)准直后，由反射镜(3)依次反射至倾斜波前校正器(4)和高阶波前校正器(5)进行校正得到校正光线；所述校正光线进入缩束系统(6)进行缩束得到缩束光线；所述缩束光线经过第一分光镜(7)透射形成第一光线和第二光线；所述第一光线经过波前调制器(8)进入成像模块(9)；所述第二光线经过第一反射镜(10)反射至第二分光镜(11)，形成第三光线和第四光线；所述第三光线进入夏克-哈特曼波前传感器(12)；所述第四光线经过第二反射镜(13)反射进入精跟踪波前传感器(14)；所述夏克-哈特曼波前传感器(12)探测第三光线的光线波前信息；所述精跟踪波前传感器(14)探测第四光线的光线波前信息；所述波前控制器(15)分别与夏克-哈特曼波前传感器(12)和精跟踪波前传感器(14)通信连接；所述夏克-哈特曼波前传感器(12)和精跟踪波前传感器(14)将第三光线的光线波前信息和第四光线的光线波前信息传输至波前控制器(15)；所述波前控制器(15)分别与倾斜波前校正器(4)和高阶波前校正器(5)通信连接。


2.根据权利要求1所述的高角分辨率的望远成像装置，其特征在于，所述倾斜波前校...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，孙旭，
申请(专利权)人：成都尼晟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51