[发明专利]一种测量大气湍流非等晕性波前误差及湍流特征参数的测量装置及方法

摘要

本发明提供一种测量大气湍流非等晕性波前误差及湍流特征参数的测量装置及方法，根据信标模式对信标哈特曼传感器调焦距离进行设置，利用目标哈特曼传感器、信标哈特曼传感器分别接收目标光波、信标光波成像光斑图样，外部同步触发源控制目标哈特曼传感器CCD与信标哈特曼传感器CCD同步采集；利用波前处理机计算同时序目标光波、信标光波在微透镜组子孔径内的平均斜率、并进行差分运算；通过复原算法对差分式平均斜率、目标光波平均斜率进行复原与Zernike模式展开，可得非等晕性波前误差、目标湍流波前二维分布、波面方差、P-V值、Zernike模式方差，非等晕性相对误差等统计特性，以及相干长度、等晕角、信标等效直径等湍流特征参数。本发明光能利用率高、测量误差小，有广泛应用前景。

主权项

一种测量大气湍流非等晕性波前误差及湍流特征参数的测量装置，其特征在于，包括望远镜（1）、分光模块（2）、缩束模块（3）、目标哈特曼传感器（4）及其对应的第一波前处理机（6）、信标哈特曼传感器（5）及其对应的第二波前处理机（7），其中，所述分光模块（2）由分光镜（21）和反射镜（22）组成；所述缩束模块（3）采用透射式结构，或者反射式结构，或者反射与透射结合式结构；所述缩束模块（3）采用先分光后缩束，或者先缩束后分光的光束变换方式；所述目标哈特曼传感器（4）由第一微透镜组（43）、第一匹配透镜（44）和第一CCD相机（45）组成，垂直所述目标哈特曼传感器（4）光轴光路中心安放有第一滤光片（41）；所述信标哈特曼传感器（5）包括调焦机构（52）、调焦控制器（56）、第二微透镜组（53）、第二匹配透镜（54）和第二CCD相机（55），垂直所述信标哈特曼传感器（5）光轴光路中心安放有第二滤光片（51），且调焦机构（52）的调焦距离受调焦控制器（56）的控制；所述目标哈特曼传感器（4）的第一微透镜组（43）与信标哈特曼传感器（5）的第二微透镜组（53）采用相同结构，其子孔径数大于4且能够实现对高阶大气湍流像差的探测；所述目标哈特曼传感器（4）的第一滤光片（41）及信标哈特曼传感器（5）的第二滤光片（51）根据待测信标模式设置为带通滤光片、窄带滤光片或陷波滤光片。