激光導(dǎo)引星波前傾斜測(cè)量問(wèn)題是限制自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)在天文領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。測(cè)量并改正激光上行到達(dá)角起伏是解決這一問(wèn)題的有效方法。提出一種基于統(tǒng)計(jì)平均算法而不依賴(lài)自然導(dǎo)引星和輔助望遠(yuǎn)鏡的測(cè)量方法,可以有效地測(cè)量出激光上行到達(dá)角起伏。利用具有子孔徑陣列的哈特曼波前傳感器對(duì)激光信標(biāo)進(jìn)行探測(cè),選擇部分子孔徑進(jìn)行傾斜量的統(tǒng)計(jì)平均以獲得激光上行到達(dá)角起伏。仿真了統(tǒng)計(jì)平均算法的誤差隨子孔徑數(shù)量的變化關(guān)系。結(jié)果表明,最小算法誤差相對(duì)于望遠(yuǎn)鏡全口徑傾斜誤差的下降比例與大氣相干長(zhǎng)度無(wú)關(guān),而與望遠(yuǎn)鏡口徑有關(guān)。望遠(yuǎn)鏡口徑越大,算法誤差相對(duì)于全口徑傾斜誤差下降越多。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡口徑為10 m時(shí),最小算法誤差下降為望遠(yuǎn)鏡全口徑傾斜誤差的33%。 

【文章來(lái)源】：天文研究與技術(shù). 2019,16(04)CSCD

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【部分圖文】：

激光導(dǎo)引星受激光上行大氣湍流的影響Fig.1Laserguidestarisaffectedbylaser導(dǎo)引星的alarAlto從側(cè)面

4期黃凱等:一種激光導(dǎo)引星自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中激光上行到達(dá)角起伏測(cè)量方法的研究任意子孔徑i探測(cè)到的波前傾斜量θi都是由激光上行抖動(dòng)量θup和下行子孔徑傾斜量θdown，i之和構(gòu)成，即θi=θup+θdown，i．(1)若隨機(jī)選取N個(gè)子孔徑(圖3中紅色標(biāo)記子孔徑)，對(duì)這N個(gè)子孔徑探測(cè)到的波前傾斜量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均:∑Ni=1θi/N=∑Ni=1θup+θdown，i()/N．(2)對(duì)于每一個(gè)子孔徑，雖然下行光路經(jīng)歷的湍流不同，即θdown，i不同，但是由于激光上行引起的抖動(dòng)θup是相同的，所以(2)式可以改寫(xiě)為∑Ni=1θi/N=θup+∑Ni=1θdown，i/N，(3)或:θup=∑Ni=1θi/N－∑Ni=1θdown，i/N．(4)圖3激光導(dǎo)引星子孔徑測(cè)量方法Fig.3Laserguidestartip-tiltmeasurementmethodbasedsub-aperture其中，θi由子孔徑測(cè)量得到;θdown，i未知。假設(shè)選取的N個(gè)子孔徑的下行光路波前傾斜θdown，i是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量，那么其統(tǒng)計(jì)平均值limN→!∑Ni=1θdown，i(/N)=0。即此N個(gè)子孔徑探測(cè)到的波前傾斜統(tǒng)計(jì)平均值∑Ni=1θi/N等于激光上行抖動(dòng)量θup。實(shí)際情況下，(1)選取的子孔徑數(shù)量不會(huì)趨近無(wú)窮大;(2)子孔徑之間的波前傾斜θdown，i具有一定的相關(guān)性，這導(dǎo)致以∑Ni=1θi/N確定激光上行抖動(dòng)量θup引入算法誤差［16］:σ2=〈∑Ni=1θdown，i(/N)2〉=〈σ2d〉1N+2N2∑N－1i=1∑N

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光收發(fā)望遠(yuǎn)鏡的幾何布局對(duì)光束到達(dá)角起伏相關(guān)性的影響[J]. 黃凱,周鈺,李榮旺,翟東升,熊耀恒.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[2]應(yīng)用自適應(yīng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡所取得的天文觀測(cè)成果[J]. 熊耀恒,白金明.  云南天文臺(tái)臺(tái)刊. 2000(02)
[3]用于自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的激光引導(dǎo)星[J]. 熊耀恒,熊耀恒.  天文學(xué)進(jìn)展. 2000(01)
[4]人造導(dǎo)引星自適應(yīng)光學(xué)的傾斜決定問(wèn)題[J]. 范承玉,宋正方.  天體物理學(xué)報(bào). 1997(01)



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