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光学学报 2023年

作者：崔新旭方超王智中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

研究引力波望远镜的装调误差对望远镜的TTL耦合噪声的影响。通过控制变量法，保持其他参量不变，仅对引力波望远镜中的某项装调公差进行赋值，仿真分析引力波望远镜中的某项装调公差对出瞳位置变化的影响，进而计算出激光干涉信号经过... 详细信息

研究引力波望远镜的装调误差对望远镜的TTL耦合噪声的影响。通过控制变量法，保持其他参量不变，仅对引力波望远镜中的某项装调公差进行赋值，仿真分析引力波望远镜中的某项装调公差对出瞳位置变化的影响，进而计算出激光干涉信号经过全玻璃激光干涉仪，最终在四象限探测器上进行干涉时，由于引力波望远镜的装调公差的存在，导致的TTL耦合噪声的变化情况。通过对比发现，引力波望远镜的主镜与次镜的距离公差，对引力波望远镜的TTL耦合噪声影响大于其他光学元件之间的距离公差对TTL耦合噪声的影响。主镜和次镜之间的距离公差导致的TTL耦合噪声的变化与次镜和三镜之间的距离公差、三镜和四镜之间的距离公差导致的TTL耦合噪声的变化符号相反；光阑和主镜之间的距离装调公差对TTL耦合噪声的变化影响很小，可以忽略不计。各个光学元件的距离装调公差导致的TTL耦合噪声的变化量与抖动角度之间呈抛物线规律分布。在装调空间引力波望远镜时，应着重控制主镜与次镜之间的距离误差。并且可以使用次镜和三镜的距离装调误差、三镜和四镜之间的距离装调误差导致的TTL耦合噪声部分抵消由装调主镜和次镜之间的距离误差导致的TTL耦合噪声。

关键词：光学引力波干涉测量望远镜装调公差

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引力波望远镜的装调误差对TTL耦合噪声的影响

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光学学报 2023年第19期43卷 184-191页

作者：崔新旭方超王智中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院浙江杭州310024

本文研究了引力波望远镜的装调误差对望远镜的TTL(tilt-to-length,角度抖动与光程读出之间的)耦合噪声的影响。保持其他参量不变,仅对引力波望远镜中的某项装调公差进行赋值,仿真分析引力波望远镜中的某项装调公差对出瞳位置变化的影响... 详细信息

本文研究了引力波望远镜的装调误差对望远镜的TTL(tilt-to-length,角度抖动与光程读出之间的)耦合噪声的影响。保持其他参量不变,仅对引力波望远镜中的某项装调公差进行赋值,仿真分析引力波望远镜中的某项装调公差对出瞳位置变化的影响,进而计算出激光干涉信号经过全玻璃激光干涉仪最终在四象限光电探测器上进行干涉时,由于引力波望远镜的装调公差的存在导致的TTL耦合噪声的变化情况。通过对比发现,引力波望远镜的主镜与次镜的距离公差,对引力波望远镜的TTL耦合噪声的影响大于其他光学元件之间的距离公差对TTL耦合噪声的影响。主镜和次镜之间的距离公差导致的TTL耦合噪声的变化与次镜和三镜之间的距离公差、三镜和四镜之间的距离公差导致的TTL耦合噪声的变化符号相反;光阑和主镜之间的距离装调公差对TTL耦合噪声的变化影响很小,可以忽略不计。各个光学元件的距离装调公差导致的TTL耦合噪声的变化量与抖动角度之间呈抛物线规律分布。在装调空间引力波望远镜时,应着重控制主镜与次镜之间的距离误差。并且可以使用次镜和三镜之间的距离装调误差、三镜和四镜之间的距离装调误差导致的TTL耦合噪声来抵消由装调主镜和次镜之间的距离误差导致的TTL耦合噪声。

关键词：仪器测量与计量引力波干涉测量望远镜装调公差

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基于自由曲面的离轴反射式光学系统设计技术研究

基于自由曲面的离轴反射式光学系统设计技术研究

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作者：谷茜茜中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)

学位级别：硕士

空间光通信是以光波为载波,在空间实现数据信息无线传输的通信方式。因其具有传输速率高、抗干扰能力强和保密性强等优点,各国积极开展空间光通信各项关键技术的研究,多套空间光通信终端从实验研究阶段走到了实际应用阶段。随着猎鹰9号... 详细信息

空间光通信是以光波为载波,在空间实现数据信息无线传输的通信方式。因其具有传输速率高、抗干扰能力强和保密性强等优点,各国积极开展空间光通信各项关键技术的研究,多套空间光通信终端从实验研究阶段走到了实际应用阶段。随着猎鹰9号火箭成功将60颗卫星（Starlink计划）送入太空以及通信技术的发展需求,建设可覆盖全球的空间光通信网络大势所趋,这给空间光通信终端的发展带来了机遇与挑战。在这种趋势下,空间光通信终端首先要满足的是Low SWaP（size,weight,and power,即体积小、质量轻、功耗低）指标,以实现空间应用对有效载荷小型化、轻量化、低功耗的要求。光学天线是光通信终端的核心组成部分之一,主要负责信号的发射和接收,其性能将对空间光通信终端的结构、性能产生巨大的影响。然而,传统光学天线大多采用的是将同轴反射式光学系统聚焦再准直的结构形式,存在中心遮拦,通信效率较低,其有效视场相对较小,导致空间光通信终端中ATP系统架构采用的是粗、精跟踪分离的结构形式,这种结构形式相对复杂。因此,提高光学系统效率、增大光学系统有效视场成为光学天线重点发展方向之一。近年来,自由曲面在成像光学系统领域获得了广泛的应用,其在提高边缘视场像质（增大视场）、减小系统体积方面具有重要意义。本论文提出了基于自由曲面的离轴两反无焦光学天线的设计形式。本文设计了一种自由曲面离轴两反无焦光学系统,该系统通过离轴结构提高了光学效率,通过引入自由曲面,增大了视场,另外,采用了无焦结构,可以省掉光学系统后续准直光组、减小光学长度等。设计结果表明,该系统在较大的视场范围内具有较高的成像质量。针对离轴两反装调公差分析问题,提出了基于矢量像差理论的离轴两反光学系统装调公差分析方法,揭示了次镜失调量（对准误差）对系统波像差影响的作用机理。仿真结果表明该方法对次镜装调公差分配具有一定的指导意义。针对自由曲面次镜的加工、检测问题,本文计算了相关加工参数,制定了光学精密加工工艺路线,明确了检测手段,对次镜加工具有一定指导意义。

关键词：空间光通信光学天线离轴两反无焦光学系统自由曲面装调公差

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