一种用于拼接望远镜平移误差的检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，包括拼接式光学系统、孔径光阑轮、棱镜或光栅及成像器件；孔径光阑轮放置在拼接式光学系统的实出瞳处；棱镜或光栅放置在孔径光阑轮之后、成像器件位置之前；拼接式光学系统出射的光，经孔径光阑轮进行子孔径采样，再由棱镜或光栅进行色散，最终由成像器件进行图像记录。提供一种不需要准直与会聚光路的拼接望远镜平移误差检测方法及装置，更加适合在轨应用。应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于拼接望远镜平移误差的检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及光学检测领域，具体而言，涉及一种用于拼接望远镜实现共相位的检测装置及方法。

技术介绍

[0002]拼接镜面是解决大型望远镜口径限制的主要技术途径，像KECK、LAMOST以及已成功发射的JWST等均采用拼接式镜面。但是采用拼接式镜面技术同样面临着许多新的问题与挑战，其中拼接镜面的共相位误差检测及控制技术是亟待解决的关键技术之一，共相位误差主要包括倾斜误差及平移误差，本
技术实现思路
聚焦于平移误差的检测。
[0003]专利201610288401.0提出了一种拼接望远镜共相位控制装置及控制方法，专利201711038978.7提出了一种多波长相位调制的拼接主镜共相误差探测方法，专利201810285476.2提出了一种应用于分块式拼接望远镜新型共相检测方法与装置，专利202010047451.6提出了一种基于色散条纹斜率分析的拼接镜共相位误差校正方法，以上专利在检测拼接望远镜平移误差时均需要在焦面后增加准直光路与会聚光路，系统变的复杂，并且增加了系统的长度及重量。

技术实现思路

[0004]本专利技术所有解决的技术问题是：本专利技术的目的是提供一种不需要准直与会聚光路的拼接望远镜平移误差检测方法及装置，更加适合在轨应用。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，包括拼接式光学系统、孔径光阑轮、棱镜或光栅及成像器件；孔径光阑轮放置在拼接式光学系统的实出瞳处；棱镜或光栅放置在孔径光阑轮之后、成像器件位置之前；拼接式光学系统出射的光，经孔径光阑轮进行子孔径采样，再由棱镜或光栅进行色散，最终由成像器件进行图像记录。
[0006]进一步的，所述孔径光阑轮中的光阑包括中心光阑和外圈光阑，以中心光阑为圆心的每圈分布的一个外圈光阑，孔径光阑轮的圈数由拼接式光学系统中拼接主镜的圈数决定。
[0007]进一步的，所述孔径光阑轮中的光阑口径大小保证拼接主镜的其中一个分块镜的出射光线通过且其他分块镜的出射光线不通过。
[0008]进一步的，所述孔径光阑轮中的光阑的孔径性状为圆形或矩形，各光阑的大小一致。
[0009]进一步的，所述孔径光阑轮每次工作时，只选择中心光阑和任意一圈上的外圈光阑工作，其他圈上的外圈光阑不工作。
[0010]进一步的，所述的棱镜或光栅具有高光谱分辨率，分辨率小于10nm。
[0011]进一步的，所述成像器件，用于接收分块镜之间的干涉条纹及共相后的系统成像。
[0012]一种使用所述用于拼接望远镜平移误差的检测装置的检测方法，包括：
[0013]进行拼接主镜的第一圈上的分块镜检测：把孔径光阑轮中的中心光阑和第一圈上的外圈光阑分别对准拼接主镜的中心分块镜及需要测试的第一圈上的任一分块镜；使用成像器件记录两块分块镜的光强分布，根据色散条纹算法解算两分块镜的平移误差；
[0014]完成一次检测后按角度α逆时针或者顺时针旋转第一圈上的外圈光阑，进行拼接主镜的第一圈上的下一个分块镜的检测，孔径光阑轮第一圈上的外圈光阑旋转一圈后，完成第一圈上的分块镜检测；
[0015]重复操作，进行拼接主镜的下一圈上的分块镜检测，直至完成所有圈上的分块镜的检测。
[0016]进一步的，所述孔径光阑轮的每圈外圈光阑旋转的度数α由以下公式决定：
[0017][0018]其中，n为拼接主镜的每圈分块镜的个数。
[0019]本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
[0020](1)本专利技术不需要额外引入准直及会聚光路，降低了系统的复杂度及检测的硬件成本；
[0021](2)本专利技术通过物理隔离，每次只采集两块分块镜的光强信息，避免其他分块镜的光强信息间的串扰，提高检测精度。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中所述的用于拼接望远镜平移误差的检测方法及装置的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术中所述的孔径光阑轮的一种排布形式图；
[0024]图3为本专利技术中所述的某谱段的干涉条纹图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例进一步说明本专利技术。
[0026]一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，包括拼接式光学系统、孔径光阑轮，棱镜或光栅及成像器件；孔径光阑轮放置在拼接式光学系统的实出瞳处，棱镜或光栅放置在孔径光阑轮之后，成像器件位置之前。拼接式光学系统出射的光，经孔径光阑轮进行子孔径采样，再由棱镜或光栅进行色散，最终由成像器件进行图像记录。
[0027]所述的拼接式光学系统，需具有实出瞳；
[0028]所述的孔径光阑轮由中心光阑及每圈分布一个光阑组成，孔径光阑轮的圈数由拼接式光学系统中拼接主镜的圈数决定；
[0029]所述的孔径光阑轮中的光阑口径大小需保证某一分块镜的出射光线通过，其他分块镜的出射光线不需通过；孔径光阑轮的孔径性状可为圆形、矩形等，大小应一致；
[0030]所述的孔径光阑轮每次工作时只选择中心光阑和任意一圈中的光阑工作，其他孔径光阑不工作；
[0031]所述的棱镜或光栅应具有高光谱分辨率的特点，分辨率小于10nm；
[0032]所述的成像器件，用于接收拼接子镜之间的干涉条纹及共相后的系统成像。
[0033]一种用于拼接望远镜平移误差的检测方法，主要步骤有：
[0034]首先进行第一圈上的分块镜检测，把孔径光阑轮中的中心光阑和第一圈上的光阑分别对准中心分块镜及需要测试的第一圈上的某分块镜；然后成像器件记录两块分块镜的光强分布，最后根据色散条纹算法解算两分块镜的平移误差；完成一次检测后逆时针或者顺时针旋转第一圈上的孔径光阑60度进行第一圈上的下一个分块镜的检测，孔径光阑轮旋转一圈后完成第一圈上的分块镜检测；同样的步骤进行第二圈、第三圈上的分块镜检测。
[0035]每圈孔径光阑旋转的度数α由以下公式决定：
[0036][0037]式中,n为每圈分块镜的个数。
[0038]实施例：
[0039]如图1所示，本专利技术的一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，包括拼接主镜1、次镜2、三镜3、孔径光阑轮4、光栅5、成像器件6；孔径光阑轮4放置在拼接主镜1的实出瞳处，光栅5放置在孔径光阑轮4之后、成像器件6之前。拼接望远镜成像系统的宽带平面波前首先经过选定的孔径光阑轮4选出两个子镜出射的光束，再由色散元件光栅5对光束进行色散，最终色散后的两光束在成像器件6上进行干涉形成色散条纹。
[0040]如图2所示，拼接主镜1中的中心分块镜、次镜2、三镜3在地面装调好，入轨后在共相位平移误差检测过程中，以拼接主镜1中的中心分块镜为基准，首先进行第一圈6块分块镜的平移误差检测，孔径光阑轮4选择中心分块镜和第一圈6块分块镜中的任一块进行双光束干涉，形成色散条纹，根据色散条纹图像解算两拼接子镜的平移误差，然后进行调整，调整结束后旋转第一圈孔径光阑依次进行第一圈剩余分块镜平移误差的检测及调整，第一圈孔径光阑每次旋转的角度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，其特征在于，包括拼接式光学系统、孔径光阑轮、棱镜或光栅及成像器件；孔径光阑轮放置在拼接式光学系统的实出瞳处；棱镜或光栅放置在孔径光阑轮之后、成像器件位置之前；拼接式光学系统出射的光，经孔径光阑轮进行子孔径采样，再由棱镜或光栅进行色散，最终由成像器件进行图像记录。2.根据权利要求1所述的一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，其特征在于，所述孔径光阑轮中的光阑包括中心光阑和外圈光阑，以中心光阑为圆心的每圈分布的一个外圈光阑，孔径光阑轮的圈数由拼接式光学系统中拼接主镜的圈数决定。3.根据权利要求2所述的一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，其特征在于，所述孔径光阑轮中的光阑口径大小保证拼接主镜的其中一个分块镜的出射光线通过且其他分块镜的出射光线不通过。4.根据权利要求3所述的一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，其特征在于，所述孔径光阑轮中的光阑的孔径性状为圆形或矩形，各光阑的大小一致。5.根据权利要求4所述的一种用于拼接望远镜平移误差的检测装置，其特征在于，所述孔径光阑轮每次工作时，只选择中心光阑和任意一圈上的外圈光阑工作，其他圈上的外圈光阑...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹桂丽，王小勇，王昀，李强，黄巧林，孙德伟，田国梁，李妥妥，刘晓林，贾永丹，刘芳芳，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：