基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法技术

本发明专利技术涉及光学检测技术领域，具体提供一种基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法，主要利用了空间光路可逆的特点，首先在望远镜系统的前端建立光学基准，再在焦平面上设置光子干涉设备，相干光逆光学基准的光路进行传播，经过瞳面产生干涉条纹，在望远镜系统的前端设置探测器采集干涉条纹，利用不同频率的干涉条纹获取望远镜系统的像差，并通过干涉条纹判断望远镜系统中的镜面是否存在面形问题。本发明专利技术操作简单、受外界环境影响较小、检测时间较短，可有效减少由于振动以及元件替换所产生的非共光路相差与系统振动，降低可见度测量的准确性此外，通过不同频率的干涉条纹响应，也可用于解算系统的调制传递函数。解算系统的调制传递函数。解算系统的调制传递函数。

【技术实现步骤摘要】
基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法


[0001]本专利技术涉及光学检测
，具体提供一种基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法。

技术介绍

[0002]随着天文研究的迅速发展，对于大口径望远镜的要求也越来越高，大口径望远镜系统逐渐向高精度、集成化发展。大口径望远镜系统需要进行光学检测，现有的光学检测方法通常是需要检测各个镜子的面形，并计算各个镜子的位置及光路，计算过程极为复杂。此外，现有的检测方法受外界环境影响较大，对视场视明度要求较高，并且检测时间较长，会占用观测时间。
[0003]因此，针对大口径望远镜集成检测困难的问题，亟需一种简单有效的检测方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法，主要利用了空间光路可逆的特点，通过干涉条纹判断望远镜系统中的镜面是否存在面形问题。
[0005]本专利技术提供的基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将光束由望远镜系统的前端射入，依据光束在望远镜系统的后端成像点确定焦平面，建立光学基准；
[0007]S2、在焦平面上设置光子干涉设备，光子干涉设备射出相干光，相干光由望远镜系统的后端射入，经过瞳面产生干涉条纹，相干光的出射孔径角大于望远镜系统的视场孔径角；
[0008]S3、在望远镜系统的前端设置探测器采集干涉条纹，利用不同频率的干涉条纹获取望远镜系统的像差。
[0009]优选的，光子干涉设备为密集阵列波导，对密集阵列波导进行孔径编码，利用光开关控制各个孔径的出光或关断。
[0010]优选的，通过调整出光的孔径改变干涉间距，获得不同频率的干涉条纹。
[0011]优选的，利用可编码的门控电路自动控制光开关。
[0012]优选的，依据望远镜系统的不同视场设置多个离散的探测器。
[0013]优选的，依据望远镜系统的不同视场设置可移动的探测器。
[0014]优选的，通过多个并排设置的空间光偶合器采集相干光，并通过多模光纤将相干光传递至集成化探测器进行探测。
[0015]与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：
[0016]本专利技术基于光路的可逆性，通过望远镜系统外部即可实现系统检测，通过干涉条纹的形状即可判断望远镜系统中的镜面是否存在面形问题，望远镜系统的光路设计、视场等是否存在问题，本专利技术方法简单、受外界环境影响较小，检测时间较短。此外，通过不同频
率的干涉条纹响应，也可用于解算系统的调制传递函数；利用可编码的门控电路自动控制光开关，可有效减少由于振动以及元件替换所产生的非共光路相差与系统振动，降低可见度测量的准确性。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术实施例提供的基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法的流程图；
[0018]图2是根据本专利技术实施例提供的基于焦平面集成干涉的望远镜检测的结构示意图；
[0019]图3是根据本专利技术实施例提供的光子干涉设备的结构示意图；
[0020]图4是根据本专利技术实施例提供的对称设置的光子干涉设备的结构示意图；
[0021]图5是根据本专利技术实施例提供的第一模态干涉条纹图；
[0022]图6是根据本专利技术实施例提供的第二模态干涉条纹图；
[0023]图7是根据本专利技术实施例提供的第三模态干涉条纹图；
[0024]图8是根据本专利技术实施例提供的第四模态干涉条纹图。
[0025]其中的附图标记包括：
[0026]光源1、光栅2、望远镜系统3、光子干涉设备4。
具体实施方式
[0027]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0029]图1示出了根据本专利技术实施例提供的基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法的流程。
[0030]如图1所示，针对大口径望远镜集成检测困难的问题，本专利技术实施例利用了空间光路可逆的特点，提供了一种基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法，具体包括以下步骤：
[0031]图2示出了根据本专利技术实施例提供的基于焦平面集成干涉的望远镜检测的结构。
[0032]如图2所示，S1、在检测开始之前，需要建立光学基准，具体为：将光源1直接对准望远镜系统3，光源1发出的光束由望远镜系统3的前端射入，依据光束在望远镜系统3的后端成像点确定焦平面，望远镜系统3可对应现有的任意大口径空间望远镜系统，光束在望远镜系统3的传播路径以及系统中元件位置、光瞳面等均依据具体系统的设计情况确定，本方法无需确定上述因素，仅以光学桁架进行说明示意。
[0033]此外，可在望远镜系统3的后端连接光谱仪，通过光谱仪对光束进行采集，通过在望远镜系统3的前端对光束进行分光，针对分光获得的两束光分别用于计算波前斜率和进入光谱仪获得光谱信息。利用光谱仪的输出对系统进行光谱标校，标校过程需要将望远镜系统3的光瞳进行平面移动，实现对多个视场的标校。
[0034]作为一种优选的实施例，在光源1和望远镜系统3之间还可以增加光栅，将光源1发出的光束转化为几束线性光，线性光更便于观察传播情况以及光线会聚情况。
[0035]S2、利用空间光路可逆的特点，在建立光学基准获得的焦平面上设置光子干涉设备4。
[0036]图3示出了根据本专利技术实施例提供的光子干涉设备的结构。
[0037]如图3所示，光子干涉设备4为三行、三列的密集阵列波导，对密集阵列波导进行孔径编码，例如孔径(1，1)、孔径(1，2)、孔径(2，1)、孔径(2，2)等，利用光开关控制各个孔径的出光或关断，利用可编码的门控电路自动控制光开关，可实现系统自动化检测，以提升检测效率，并且用光开关实现系统固态化的光路切换，减少了由于振动以及元件替换所产生的非共光路相差与系统振动，避免了降低可见度测量的准确性。光子干涉设备4的两个孔径同时出光，其他孔径关断，两束光为一组相干光，相干光由望远镜系统3的后端射入，经过瞳面产生干涉条纹，相干光的出射孔径角大于望远镜系统的视场孔径角。
[0038]S3、在望远镜系统3的前端设置探测器采集干涉条纹，利用不同频率的干涉条纹获取望远镜系统的像差。可根据望远镜系统3的不同视场设置多个离散的探测器，最终实现全视场逆向光路的计量与检测。
[0039]作为一种优选的实施例，依据望远镜系统3的不同视场设置一个可移动的探测器，实现全视场逆向光路的计量与检测。
[0040]作为一种优选的实施例，通过多个并排设置的空间光偶合器采集相干光，利用多模光纤进行传输和口径重排，将相干光传递至小型的集成化探测器进行探测，可有效降低系统的体积和重量，提升响应的均一性，避免本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将光束由望远镜系统的前端射入，依据光束在望远镜系统的后端成像点确定焦平面，建立光学基准；S2、在焦平面上设置光子干涉设备，所述光子干涉设备射出相干光，所述相干光由望远镜系统的后端射入，经过瞳面产生干涉条纹，所述相干光的出射孔径角大于望远镜系统的视场孔径角；S3、在望远镜系统的前端设置探测器采集干涉条纹，利用不同频率的干涉条纹获取望远镜系统的像差。2.如权利要求1所述的基于焦平面集成干涉的望远镜检测方法，其特征在于，所述光子干涉设备为密集阵列波导，对密集阵列波导进行孔径编码，利用光开关控制各个孔径的出光或关断。3.如权利要求2所述的基于焦平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：安其昌，刘欣悦，张景旭，李洪文，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：