本文關(guān)鍵詞：光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)的共相探測技術(shù)研究　出處：《中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng) 平移誤差 共相探測 色散條紋傳感器 白光掃描干涉

【摘要】：光學(xué)合成孔徑成像方式是未來高分辨率觀測光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展主流。天文研究前沿需要更高分辨率和靈敏度的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,而現(xiàn)有的技術(shù)工藝,單一主鏡無法達(dá)到所需口徑�，F(xiàn)有在建的極大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡均使用光學(xué)合成孔徑成像方式,使用若干個(gè)子孔徑合成為大于單個(gè)子孔徑口徑的望遠(yuǎn)鏡。對于不同類型的光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng),均面臨著平移誤差(piston error,不同子孔徑波前到成像焦面上存在光程差)帶來像質(zhì)降低問題。本論文工作以圍繞平移誤差的探測展開研究,對色散條紋傳感器的設(shè)計(jì)和平移測量誤差進(jìn)行了系統(tǒng)深入的分析研究,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了光學(xué)合成孔徑共相。此外還提出并驗(yàn)證了一種使用白光掃描干涉同時(shí)測量多子孔徑間平移誤差的方法。首先,歸納調(diào)研了不同類型的光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng),綜述了現(xiàn)有針對光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)的平移誤差探測方法,分析歸納光學(xué)合成孔徑的平移誤差特點(diǎn)。在這些內(nèi)容基礎(chǔ)上,得出所要解決問題的特點(diǎn)和途徑。然后,首次系統(tǒng)分析了色散條紋傳感器關(guān)鍵參數(shù)的主要影響因素并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。修正了前人對色散條紋傳感器對于測量范圍的認(rèn)識,得到其分辨率的范圍,通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)色散條紋傳感器具有滿足精共相探測的能力。針對色散條紋提取平移誤差,提出一種在信噪比低時(shí)維持測量精度的方法。該方法稱為色散條紋色散方向累加-左峰減右峰法。通過實(shí)驗(yàn)對比表明該方法具有抗噪聲能力強(qiáng),精度高的特點(diǎn)。再次,建立了一套光學(xué)合成孔徑成像共相探測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),首次實(shí)現(xiàn)了通過色散哈特曼傳感器完成對光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)的多孔徑間同時(shí)白光閉環(huán)共相。在四孔徑和七孔徑的白光閉環(huán)共相實(shí)驗(yàn)中,均取得了閉環(huán)后平移誤差RMS小于波長的1/20。遠(yuǎn)場衍射光斑小于衍射極限的1.07倍。達(dá)到了光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)的粗精共相探測和閉環(huán)的目的。最后,提出了一種基于白光掃描干涉和微透鏡聚焦的同時(shí)測量多個(gè)子孔徑和參考子孔徑間平移誤差的方法。該方法稱為白光掃描自參考干涉。相比于從干涉圖中提取白光干涉信號,微透鏡的聚焦,一方面提高信號強(qiáng)度,另一方降低對相機(jī)靶面需求。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性,結(jié)果表現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)中的傳感器具有大于1毫米的測量范圍,同時(shí)測量精度小于1/10波長。本論文研究工作成功地實(shí)現(xiàn)了光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)通過色散哈特曼傳感器進(jìn)行白光閉環(huán)共相,完善了色散條紋傳感器和色散哈特曼傳感器的理論體系,并對其經(jīng)行改進(jìn)。白光掃描自參考干涉測量光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)的平移誤差方法被提出。并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)白光掃描自參考干涉儀能夠探測大于1mm以上的平移誤差,同時(shí)精度滿足精共相要求,是一種滿足未來光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)共相需求的共相探測技術(shù)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P111.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李楊;王勝千;饒長輝;;Error analysis of the piston estimation method in dispersed fringe sensor[J];Chinese Physics B;2017年03期

2 王金;鮮浩;王勝千;周龍峰;李斌;;拼接式望遠(yuǎn)鏡子鏡間平移、傾斜誤差及子鏡間隙對成像質(zhì)量的影響[J];光電工程;2014年10期

3 廖宏宇;馬曉燠;郭友明;饒長輝;魏凱;;基于AR模型搜索迭代算法的望遠(yuǎn)鏡跟蹤誤差分析[J];物理學(xué)報(bào);2014年17期

4 甘為群;黃宇;顏毅華;;太陽空間探測的過去與未來[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2012年12期

5 張景旭;;地基大口徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)綜述[J];中國光學(xué);2012年04期

6 何家維;何昕;魏仲慧;;科學(xué)級CCD相機(jī)在星敏感器中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];光電工程;2012年03期

7 白福忠;饒長輝;;自參考干涉波前傳感器中針孔直徑對閉環(huán)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正精度的影響[J];物理學(xué)報(bào);2010年11期

8 林旭東;陳濤;王建立;楊飛;張景旭;明名;張麗敏;陳寶剛;李宏壯;王富國;;拼接鏡主動光學(xué)共焦實(shí)驗(yàn)[J];光學(xué)精密工程;2010年03期

9 朱善兵;季軼群;宮廣彪;張蕊蕊;沈?yàn)槊?唐敏學(xué);;棱鏡-光柵-棱鏡光譜成像系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)[J];光子學(xué)報(bào);2009年09期

10 朱能鴻;陳欣揚(yáng);周丹;曹建軍;;利用四棱錐傳感器檢測光學(xué)拼接鏡的法向光程差[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2009年03期

，

本文編號：1334464