[发明专利]一种综合孔径共相误差估计方法及装置

说明书

本发明属于光学检测技术领域，提出了一种综合孔径共相误差估计方法和装置，将需要消除共相误差的两路光线引入光束干涉模块，利用可实现静态ABCD法的光束合成器分离两路光线得到四路相干光束；将得到的四路相干光束分别引入光谱仪中，获得不同谱段的光强信号；利用条纹传感器进行条纹跟踪，针对不同谱段的相位差异，获取两路光线跟大范围系统的共相误差。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种利用衍射系统实现光学综合口径条纹跟踪从而获取共相误差的方法与装置。

背景技术

光学综合孔径技术(optical synthesis aperture，OSA)又称为光学合成孔径技术，是指将多个子孔径按照一定方式进行排列，构成一个大的光学孔径。被子孔径阵列离散采集后的目标光束被会聚到光束组合器进行干涉组合，从而获得与等效单孔径系统相当的空间分辨率。其基线长度不受单个望远镜口径大小限制，有望打破传统光学高分辨率成像系统受尺寸、重量、成本和技术可行性的限制，实现超高分辨率成像，在系外行星观测、空间目标监视等天文与军事领域均有广泛的应用价值。目前，美国、英国、法国和日本等国家都十分重视光学综合孔径技术的开发和应用。

目前光学综合孔径技术多指被动式(无源)迈克尔逊型与斐索型两种基本形式。而光学综合孔径阵一般分为稠密孔径阵(Fizeau型)和稀疏孔径阵(包含Fizeau型和Michelson型)。其中，稠密孔径阵是指(共相位)拼接镜面望远镜；基线很长、且不能瞬时成像的稀疏孔径阵(由相对数目较少的子望远镜构成)常称为光学综合孔径望远镜(以恒星光干涉为基础)；基线较短(相对子孔径直径)，能瞬时成像的由相对数目较少的子孔径构成阵列常称为稀疏孔径阵。无论以上哪种，都只是部分地填充了成像系统理想镜面。

现有技术中，利用子孔径中的圆孔衍射图样分析共相误差，并通过与已知模板进行相关运算获得误差，利用该方法对待检两子镜的共焦误差要求较高，且不能直观获得需要消除共相误差的两路光程差，

发明内容

本发明为了解上述技术中的技术缺陷，提出了一种综合孔径共相误差估计方法及装置，利用条纹传感器进行条纹跟踪的方法能够快速直观的获得两子镜的共相误差，且无需先精确校准共焦误差，对两路光束的共焦误差容忍度高。为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种综合孔径共相误差估计方法，包括：

S1、利用可实现静态ABCD法的光束合成器分离需要消除共相误差的两路光线，得到四路相干光束；

S2、将四路相干光束分别引入光谱仪中，获得不同谱段的光强信号；

S3、利用条纹传感器进行条纹跟踪，针对不同谱段的相位差异，获取两路光线的共相误差。

优选地，共相误差由下式获得：

其中，A、B、C、D分别为获得的四路光强值；

N为总光强；

φ₁₂为两路光线引入的光程差；

为系统固有的光程差。

优选地，在步骤S1前还包括如下步骤：

S0、将已完成初步调整的综合孔径装置对准北极星，接受星光。

一种综合孔径共相误差估计方法，利用上述方法的步骤实现拼接望远镜中不同谱段干涉光束的共相误差估计。

一种综合孔径共相误差估计装置，包括：能量收集模块、光束干涉模块和数据处理模块；

能量收集模块用于收集光能信息；

光束干涉模块用于使两路光线分束为四路相干光，并在更小带宽内对各路干涉光进行条纹跟踪；