[发明专利]基于太阳地表层共轭自适应光学系统的大视场高分辨力成像装置

权利要求书

1.基于太阳地表层共轭自适应光学系统的大视场高分辨力成像装置，其特征在于：包括太阳地表层共轭自适应光学系统（1）和高分辨图像重建系统（2）；其中太阳地表层共轭自适应光学系统（1）包括跟踪子系统（11）、地表层大气波前校正器（12）、多视线波前探测器（13）、波前控制器（14）及成像子系统（15）；所述跟踪子系统（11）位于系统前端，对倾斜像差进行探测和校正，保证图像的稳定；所述地表层大气波前校正器（12）位于近地表层湍流的共轭位置或入瞳共轭位置，校正地表层湍流引起的波前像差；所述多视线波前探测器（13）位于地表层大气波前校正器（12）后面，共轭于入瞳位置，对大视场范围内不同视线方向波前信息进行探测，得到多个视线方向累积的波前像差；所述波前控制器（14）综合处理多视线波前探测器（13）得到的不同视线方向湍流波前信息，用于控制地表层大气波前校正器（12）对地表层湍流进行校正；所述成像子系统（15）位于系统末端，用于采集系统补偿地表层湍流后的部分校正图像；高分辨图像重建系统（2）对部分校正图像进行无失真重建，最终获得太阳表面结构的大视场高分辨图像；

经过望远镜系统的太阳光波，首先由跟踪子系统（11）对低阶的倾斜像差进行探测和校正，去除图像抖动和漂移，维持图像稳定；稳定的图像进入由地表层大气波前校正器（12）和多视线波前探测器（13）组成的反馈系统进行高阶波前像差闭环校正；图像先经过地表层大气波前校正器（12），校正后的光波经分光后一路进入多视线波前探测器（13）以探测波前残差，多视线波前探测器（13）同时探测不同视线方向上累积的波前信号，探测信号由波前控制器（14）进行处理，得到地表层湍流信息，控制地表层大气波前校正器（12）进行闭环校正；经过校正后的光波分光后另一路进入成像子系统（15），在1～2角分范围内进行大视场成像；部分校正的图像再经过高分辨图像重建系统（2）进行无失真图像重建，最终获得大视场范围内接近衍射极限的高分辨图像。

2.根据权利要求1所述的基于太阳地表层共轭自适应光学系统的大视场高分辨力成像装置，其特征在于：所述跟踪子系统（11）由跟踪探测器、倾斜校正器及控制器组成；跟踪探测器探测波面倾斜信息，控制器对探测信息进行处理并控制倾斜校正器进行闭环校正。

3.根据权利要求1所述的基于太阳地表层共轭自适应光学系统的大视场高分辨力成像装置，其特征在于：所述地表层大气波前校正器（12）采用变形反射镜，所述变形反射镜包括压电式变形反射镜、PMN变形反射镜、Bimorph变形反射镜及MEMS变形反射镜。

4.根据权利要求1所述的基于太阳地表层共轭自适应光学系统的大视场高分辨力成像装置，其特征在于：所述多视线波前探测器（13）为哈特曼波前探测器，采用单个大视场哈特曼波前探测器，每个子孔径对应1角分左右的较大视场，通过在子孔径内划分多个子区域，不同子孔径内相同位置子区域间进行互相关计算，实现多视线方向波前探测；也可以采用多个哈特曼波前探测器，每个探测器对应一个视线方向，进而对多视线方向波前像差进行探测。

5.根据权利要求1所述的基于太阳地表层共轭自适应光学系统的大视场高分辨力成像装置，其特征在于：所述波前控制器（14）对多视线波前探测器（13）探测到的不同视线方向波前信息利用平均进行处理，得到地表层湍流引起的波前像差，并控制地表层大气波前校正器（12）实现系统的闭环校正。

6.根据权利要求1所述的基于太阳地表层共轭自适应光学系统的大视场高分辨力成像装置，其特征在于：所述高分辨图像重建系统（2）采用太阳图像高分辨重建算法进行图像重建，所述太阳图像高分辨重建算法为斑点干涉算法或盲卷积算法。