[发明专利]检测大口径空间光学系统波前像差的方法及系统

权利要求书

1.一种采用光管阵列拼接检测大口径空间光学系统波前像差的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：搭建平行光管阵列，并调整所述平行光管阵列进行指向一致；

步骤2：根据待检光学系统的通光口径、所述平行光管阵列的光管间距以及所述平行光管阵列中单光管口径，规划所述平行光管阵列的扫描路径；

步骤3：将光管阵列置于四维位移平台上，并对准所述待检光学系统的入光口，按照所规划的扫描路径，进行所述待检光学系统子孔径波前斜率测量；

步骤4：基于所述子孔径波前斜率及模式波前重构算法，进行运动误差解耦及波前拟合，实现所述待检光学系统波前误差重构。

2.如权利要求1所述的采用光管阵列拼接检测大口径空间光学系统波前像差的方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤11、搭建3×3平行光管阵列并检测确认所述3×3平行光管阵列的九束平行光的波前误差RMS值均优于λ/50；

步骤12、在所述平行光管阵列前放置一标准平行平板，在所述平行平板前放置一自准直仪，所述自准直仪设置于二维平移台上；

步骤13、以所述标准平行平板为基准，调整所述自准直仪经所述标准平行平板反射的光成像于所述自准直仪的探测器中心；

步骤14、调整所述平行光管阵列的小平行光管姿态使所述小平行光管发出的光也成像于所述自准直仪的探测器中心；

步骤15、调整所述二维平移台使所述自准直仪对准所述平行光管阵列下一个小平行光管，重复步骤13、步骤14的操作；

步骤16、当所述自准直仪完成对所述平行光管阵列所有小平行光管的调整后，所述平行光管阵列的所有小平行光管的指向一致。

3.如权利要求1所述的采用光管阵列拼接检测大口径空间光学系统波前像差的方法，其特征在于，所述步骤2中，根据待检光学系统的通光口径、所述平行光管阵列的光管间距以及所述平行光管阵列中单光管口径，计算检测的最优采样密度，来规划所述平行光管阵列的扫描路径。

4.如权利要求3所述的采用光管阵列拼接检测大口径空间光学系统波前像差的方法，其特征在于，步骤2包括以下步骤：

检测的最优采样密度l满足且l应可以被L整除；

其中，L为光管阵列相邻光管的间距，d为单光管口径。

5.如权利要求1所述的采用光管阵列拼接检测大口径空间光学系统波前像差的方法，其特征在于，步骤3包括以下步骤：

步骤31、将所述平行光管阵列置于四维位移平台上，并对准所述待检光学系统的入光口，设置所述平行光管阵列及四维位移平台的初始参数；

步骤32、所述四维位移平台控制所述平行光管阵列至初始扫描位置，顺序点亮和关闭位于所述待检光学系统通光口径内的所述平行光管阵列的小平行光管，同时利用所述待检光学系统的焦面传感器完成多个光斑图像的采集；

步骤33、计算各个所述光斑图像的质心坐标并存储；

步骤34、将所述平行光管阵列按照规划的扫描路径移动至下一检测驻留点，重复步骤32、33的操作，直至所述平行光管阵列遍历整个所述待检光学系统的通光口径，最终得到所述待检光学系统所有子孔径的波前斜率数据。

6.如权利要求1所述的采用光管阵列拼接检测大口径空间光学系统波前像差的方法，其特征在于，所述步骤4中，基于所述子孔径波前斜率及模式波前重构算法，进行运动误差解耦及波前拟合，实现所述待检光学系统波前误差重构，包括以下步骤：

以模式波前重构算法为基础，在斜率Zernike多项式的模式基底下增加所述平行光管阵列每一次扫描运动的倾斜项，解算得到斜率Zernike像差系数和所述平行光管阵列的运动倾斜项系数，将所述平行光管阵列的运动误差从待拟合的系统波前中分离出来，重构待检光学系统的波前误差。