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基于色散干涉图像的拼接望远镜共相零位标定方法研究

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物理学报 2016年第19期65卷 296-304页

作者：颜召军陈欣扬郑立新丁媛媛朱能鸿中国科学院上海天文台光学天文技术研究室上海200030

镜面拼接是一种提高望远镜分辨率的有效方法,拼接子镜间的相位平移误差是影响拼接望远镜成像质量的重要因素.针对当前拼接望远镜中的共相问题,提出了色散干涉图像峰值比值为评价函数的共相零位标定方法.以两个子镜为研究对象,对该共相... 详细信息

镜面拼接是一种提高望远镜分辨率的有效方法,拼接子镜间的相位平移误差是影响拼接望远镜成像质量的重要因素.针对当前拼接望远镜中的共相问题,提出了色散干涉图像峰值比值为评价函数的共相零位标定方法.以两个子镜为研究对象,对该共相零位标定方法进行了仿真验证,并搭建了两孔径共相零位标定实验平台,验证了基于色散干涉图像的拼接望远镜共相零位标定方法的可行性.实验结果表明,该方法不受2π模糊性问题影响,可在几百微米共相误差范围内以10 nm左右精度对共相零位进行标定,解决了现有标定方法动态范围受限的问题.

关键词：拼接望远镜平移误差色散干涉共相

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大口径拼接望远镜成像系统的远场特性

光电工程 2015年第2期42卷 1-8页

作者：廖周邱琪张雨东中国科学院光电技术研究所成都610209 电子科技大学光电信息学院成都610054 中国科学院自适应光学重点实验室成都610209 中国科学院大学北京100049

本文根据衍射光学理论和几何光学理论,利用已得到的拼接望远镜的理论解析表达式和建立的数值仿真模型,对拼接望远镜光学系统的远场特性进行了分析计算,包括系统的理论衍射光斑直径、点扩散函数、斯特列尔比以及光学传递函数等。并根据... 详细信息

本文根据衍射光学理论和几何光学理论,利用已得到的拼接望远镜的理论解析表达式和建立的数值仿真模型,对拼接望远镜光学系统的远场特性进行了分析计算,包括系统的理论衍射光斑直径、点扩散函数、斯特列尔比以及光学传递函数等。并根据仿真模型分析了拼接主镜中分块镜平移误差和倾斜误差对拼接望远镜系统远场的影响。分析结果表明,拼接主镜的平移误差和倾斜误差都影响系统的点扩散函数、斯特列尔比和光学传递函数,并使远场成像模糊;其中分块镜倾斜误差会额外引入平移量,如果补偿掉平移量对望远镜系统的远场性能有很大提高。

关键词：拼接望远镜远场图像光学传递函数斯特列尔比

局地大气温度梯度对环形拼接望远镜主动控制中光学测量的影响

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天文研究与技术 2013年第4期10卷 410-415页

作者：袁沭中国科学院云南天文台云南昆明650011

环形拼接望远镜是一种独特的大型拼接望远镜方案。由于其主镜具有全空间频率覆盖能力,环形望远镜拥有完备的干涉成像能力,因此它也被称做环形干涉望远镜。环形主镜中空的特点使它需要额外倾斜测量才能实现主动控制的闭环。为了实现环形... 详细信息

环形拼接望远镜是一种独特的大型拼接望远镜方案。由于其主镜具有全空间频率覆盖能力,环形望远镜拥有完备的干涉成像能力,因此它也被称做环形干涉望远镜。环形主镜中空的特点使它需要额外倾斜测量才能实现主动控制的闭环。为了实现环形望远镜在可见光波段的衍射极限成像,主动控制对倾斜测量的精度提出了极高的要求。为此,一种基于内参考光源Shack-Hartmann波前传感器的倾斜探测器被提出。光学测量具有极高的精度,但对环境干扰极为敏感。其中局地大气的温度梯度引起的折射率梯度是最重要的误差源之一,它能够导致测量的系统误差。这个误差在主镜上表现为各种低阶像差,严重降低了环形望远镜的成像质量。从梯度介质中光线传播方程出发,理论上建立了温度梯度,望远镜姿态与测量误差间的关系。结果发现当假设测量光路中的温度梯度与地面垂直时,该系统误差具有显著的各向异性的特点。根据上述函数关系,可以通过环境温度的测量和控制对该误差的补偿和抑制。结果显示,对于30 m口径的极大环形拼接望远镜,为了满足衍射极限成像对面形的要求,测量光路中的温度梯度需控制在0.003 K/m以内。而采取通过测温进行误差补偿时,光路中需要布置多个温度探头,且测量的精度要在0.1 K以下。

关键词：拼接望远镜主动控制光学测量温度梯度

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拼接误差对拼接镜成像质量的影响

激光与光电子学进展 2017年第7期54卷 179-188页

作者：李斌唐金龙于文豪陈莫鲜浩中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049 中国科学院光电技术研究所四川成都610209

下一代大口径望远镜有两个特点,一是主镜通过拼接而成,且是通过主动光学来控制它们之间的平移、倾斜误差;二是采用自适应光学来校正大气湍流。因此分析拼接误差对拼接镜像质的影响,对下一代望远镜发展有重要意义。通过理论及数值仿真分... 详细信息

下一代大口径望远镜有两个特点,一是主镜通过拼接而成,且是通过主动光学来控制它们之间的平移、倾斜误差;二是采用自适应光学来校正大气湍流。因此分析拼接误差对拼接镜像质的影响,对下一代望远镜发展有重要意义。通过理论及数值仿真分析了拼接式主镜中平移、倾斜误差以及边缘误差对拼接镜成像质量的影响,通过理论与仿真分析可知拼接镜平移误差与倾斜误差对拼接镜成像质量的影响是相互独立的,边缘误差对拼接镜像质的影响较小。

关键词：测量拼接望远镜天文学检测共相测量

间隙及掩模偏心对采用理想模板窄带算法共相拼接镜的影响

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激光与光电子学进展 2020年第8期57卷 227-237页

作者：张永峰鲜浩中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

分析间隙及偏心影响下的子孔径远场光斑形态变化,并探索采用理想圆孔径模板库匹配含间隙及偏心孔径的远场图样进行共相的可行性及适用范围。数值仿真了不同间隙及不同掩模偏心下的远场光斑形态,得到了二者对远场形态的影响趋势;数值模... 详细信息

分析间隙及偏心影响下的子孔径远场光斑形态变化,并探索采用理想圆孔径模板库匹配含间隙及偏心孔径的远场图样进行共相的可行性及适用范围。数值仿真了不同间隙及不同掩模偏心下的远场光斑形态,得到了二者对远场形态的影响趋势;数值模拟了采用理想模板窄带共相的过程,分析了不同间隙及不同掩模偏心下,不同平移误差的共相精度。研究表明,间隙越大,远场扩展范围越宽;偏心越大,远场受平移误差调制的效应越不明显;当间隙比例因子或偏心比例因子不超过0.3时,可直接采用理想模板共相。该研究拓展了窄带共相算法的应用,为深入研究窄带共相算法提供了相应基础。

关键词：成像系统拼接望远镜平移误差测量间隙掩模偏心窄带算法