恒星光干涉光程差检测及条纹跟踪方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及恒星光干涉光程差检测及条纹跟踪方法和系统，所述该光程差检测方法基于干涉光谱实现，利用色散棱镜获得干涉光束的干涉光谱，有效检测范围达到百微米量级，可快速捕获干涉条纹，同时实现光程差高精度检测。根据光程差检测结果进行条纹跟踪，通过延迟线系统补偿光程差，该延迟线系统由直线位移平台与纳米级压电位移平台组成，利用实时控制算法控制，同时以光程差检测结果作为反馈形成闭环，实现实时的一个波长量级的光程差补偿。本发明专利技术光程差检测精度可达一个波长量级、检测范围可达195μm，可快速捕获干涉条纹。本发明专利技术光程差补偿为闭环控制，在高效运行的同时，保证了光程差补偿的精度。

【技术实现步骤摘要】
恒星光干涉光程差检测及条纹跟踪方法和系统
本专利技术涉及天体高分辨成像、天文终端设备、光学检测等
；具体涉及一种恒星光干涉光程差检测及条纹跟踪方法和系统；特别是涉及一种基于干涉光谱的恒星光干涉光程差检测方法及条纹跟踪方法，更具体的涉及一种应用于恒星光干涉装置中为保证干涉条纹对比度的光程差细分检测和条纹跟踪方法。
技术介绍
恒星光干涉测量方法是天文高分辨观测技术发展的前沿，在恒星的形成及演化，系外行星探测等热点天文问题的研究中发挥着重要作用。条纹跟踪是恒星光干涉观测方法中的关键技术，在光学和红外波段实现恒星光干涉高分辨观测，其先决条件就是要将两束星光之间的光程差控制在相干长度以内，否则无法保证光干涉测量精度，在最坏的情况下将会导致干涉条纹丢失。由于恒星干涉仪的基线长度、地球自转引起的星光方向变化、大气扰动和仪器机械因素等均会导致光程差的变化，且不同原因导致的光程差变化量级也不相同。因此当前大型光干涉装置普遍采用多级延迟线进行光程差实时补偿。首先，由于长基线光干涉的基线长度通常为数十米至数百米之多，为了快速锁定干涉条纹，必须要求干涉仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒星光干涉光程差检测及条纹跟踪方法，其特征在于，基于干涉光谱检测光程差，包括：/n将两束星光合束后经过色散棱镜后成像形成干涉光谱；/n采集干涉光谱，分析干涉光谱频谱，得到光程差；/n基于延迟线对光程差进行实时跟踪补偿。/n

【技术特征摘要】
1.一种恒星光干涉光程差检测及条纹跟踪方法，其特征在于，基于干涉光谱检测光程差，包括：
将两束星光合束后经过色散棱镜后成像形成干涉光谱；
采集干涉光谱，分析干涉光谱频谱，得到光程差；
基于延迟线对光程差进行实时跟踪补偿。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析干涉光谱频谱过程包括：
根据干涉光谱的形成，建立干涉光谱强度分布与波长之间的函数关系，并据此建立干涉光谱条纹数目与两束星光之间光程差的函数关系；
将波长用波数表示，从而建立干涉光谱强度分布与波数之间的函数关系；
假定棱镜的色散在波数上是线性的，即波数与探测器坐标轴之间有线性变换，将波数用像素位置表示，从而建立探测器上干涉光谱强度分布与探测器像素位置间的函数关系；
在干涉光谱信号后补零；
通过傅里叶变换求解，获取干涉光谱的条纹数目，根据干涉光谱条纹数目与光程差之间的函数关系计算得到光程差。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干涉光谱采集方式为：
在暗室条件下，以实际图像采集时同样的曝光时间采集一副图像，作为相机的噪声样本；
在图像无干涉条纹时采集一副图像，作为光源的光谱样本，并按像素转化为对应的校正系数；
采集图像，减去噪声后，框取图像中干涉光谱的范围，根据采集范围内像素灰度最大值统一像素值范围；
在图像中干涉光谱的中心位置选取若干行，按列平均像素值；
采用光谱强度校正系数校正图像，得到一维干涉光谱。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延迟线为由一级直线位移平台和二级压电位移平台组成二级延迟线，所述二级延迟线安装于光路的第一干涉臂和第二干涉臂处。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一干涉臂的一级直线位移平台在行程内扫描光程，通过相机采集的图像判断是否捕获到干涉条纹，当捕获到干涉条纹后，停止扫描光程，实现干涉条纹捕...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯永辉，魏炜，徐腾，胡中文，张晓杰，姜海娇，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32