分析間隙及偏心影響下的子孔徑遠(yuǎn)場光斑形態(tài)變化,并探索采用理想圓孔徑模板庫匹配含間隙及偏心孔徑的遠(yuǎn)場圖樣進(jìn)行共相的可行性及適用范圍。數(shù)值仿真了不同間隙及不同掩模偏心下的遠(yuǎn)場光斑形態(tài),得到了二者對遠(yuǎn)場形態(tài)的影響趨勢;數(shù)值模擬了采用理想模板窄帶共相的過程,分析了不同間隙及不同掩模偏心下,不同平移誤差的共相精度。研究表明,間隙越大,遠(yuǎn)場擴(kuò)展范圍越寬;偏心越大,遠(yuǎn)場受平移誤差調(diào)制的效應(yīng)越不明顯;當(dāng)間隙比例因子或偏心比例因子不超過0.3時(shí),可直接采用理想模板共相。該研究拓展了窄帶共相算法的應(yīng)用,為深入研究窄帶共相算法提供了相應(yīng)基礎(chǔ)。 

【文章來源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020,57(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

直角坐標(biāo)系及子鏡與掩模相對位置關(guān)系

為了分析間隙及掩模偏心對遠(yuǎn)場圖樣的影響，需要結(jié)合三個(gè)因素的共同作用，分別是不同的平移誤差狀態(tài)、不同的偏心狀態(tài)和不同的間隙狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)中，仿真不同的平移誤差狀態(tài)，即kδ取0，π/11,2π/11,3π/11,4π/11,5π/11,6π/11,7π/11,8π/11,9π/11,10π/11等不同值時(shí)的遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布；仿真不同的偏心狀態(tài)，即Δyratio取0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9等不同值時(shí)的遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布；至于仿真不同的間隙狀態(tài)，根據(jù)文獻(xiàn)[11]，卷邊效應(yīng)較顯著的區(qū)域尺寸有時(shí)甚至與掩模子孔徑在主鏡面的投影尺寸相當(dāng)，若使掩模子孔徑的采樣區(qū)避開卷邊區(qū)域，有必要將gratio取遍區(qū)間[0,1]內(nèi)的值，此處gratio取0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9等不同值。圖2所示既不存在間隙，掩模也不存在偏心時(shí)，對應(yīng)不同平移誤差狀態(tài)下的掩模遠(yuǎn)場衍射圖樣，并將此作為后續(xù)共相測量的理想模板。3.1 單一因素間隙的影響分析

在KECK望遠(yuǎn)鏡共相的窄帶檢測算法中，需要獲取11組光程差間隔為λ/11的掩模遠(yuǎn)場衍射圖樣，作為模板保存在模板庫中。實(shí)際檢測時(shí)，只需對星曝光一次，就可獲得所有相鄰子鏡拼縫處的遠(yuǎn)場衍射圖樣。再將每個(gè)拼縫處的衍射圖樣與模板庫中的遠(yuǎn)場衍射圖樣進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，最大相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的模板相位就可作為被檢測子鏡間的相位誤差。為了提高精度，還可對相關(guān)系數(shù)曲線進(jìn)行二次擬合以便獲得更準(zhǔn)確的相位誤差。由此可見，作為窄帶檢測的關(guān)鍵參數(shù)，相關(guān)系數(shù)直接決定了平移誤差檢測的準(zhǔn)確性。采用的相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式為[14]式中：xi,yi分別為作互相關(guān)運(yùn)算的兩個(gè)矩陣的元素；分別為作互相關(guān)運(yùn)算的兩個(gè)矩陣的均值；N為矩陣中元素的個(gè)數(shù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]拼接式反射鏡共相誤差檢測[J]. 鄭彬,陸培芬,陳永和,傅雨田.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]主動(dòng)光學(xué)─新一代大望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 蘇定強(qiáng),崔向群.  天文學(xué)進(jìn)展. 1999(01)



本文編號：3266189