空间拼接主镜望远镜共相位检测方法 被引量：13

1

作者 王姗姗 朱秋东 曹根瑞 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2435-2440,共6页

总结了常用的共相位检测方法,分析了各种方法的特点及其用于空间望远镜在轨检测的适用性。提出了一种新的基于色散瑞利干涉原理的共相位误差检测方法和相应的干涉条纹数据处理方法——二维色散条纹分析法。介绍了色散瑞利干涉法的基本原... 总结了常用的共相位检测方法,分析了各种方法的特点及其用于空间望远镜在轨检测的适用性。提出了一种新的基于色散瑞利干涉原理的共相位误差检测方法和相应的干涉条纹数据处理方法——二维色散条纹分析法。介绍了色散瑞利干涉法的基本原理,给出了其检测拼接主镜望远镜共相位误差的光路图。为验证所提出的方法,搭建了一套色散瑞利干涉仪检测共相位误差的实验验证装置。初步的实验结果表明所搭建的色散瑞利干涉实验装置的量程可达到200μm,多次测量值的均方根误差(重复性)优于2 nm,共相位误差δ≤1μm时,测量精度为6.56 nm,可以满足空基分块主镜望远镜在轨共相位检测的要求。 展开更多

关键词 测量 共相位检测 色散瑞利干涉 拼接镜面

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基于色散条纹传感器的拼接镜面共相的实验研究 被引量：11

2

作者 张勇 张靓 +4 位作者 刘根荣 王跃飞 张亚俊 曾裔中 李烨平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期76-81,共6页

研制极大望远镜的拼接主镜时,为使得望远镜系统成像质量达到衍射极限,子镜的定位精度需要满足共相位要求,那么必须对子镜之间的平移误差进行实时精确检测和校正。在对色散条纹检测和色散哈特曼检测原理分析的基础上,建造了一台色散条纹... 研制极大望远镜的拼接主镜时,为使得望远镜系统成像质量达到衍射极限,子镜的定位精度需要满足共相位要求,那么必须对子镜之间的平移误差进行实时精确检测和校正。在对色散条纹检测和色散哈特曼检测原理分析的基础上,建造了一台色散条纹传感器,并在室内拼接镜面主动光学实验系统上开展检测实验,验证了检测信号和平移误差之间存在确定的函数关系,可实现对平移误差的间接测量。针对实验结果分析了误差产生的原因,总结了影响检测精度的主要因素有:条纹对比度、光谱曲线定标、非线性最小二乘法,并提出了解决方案,以完善数据处理的计算方法。在±15μm的测量范围内,可达到20 nm的检测精度。 展开更多

关键词 主动光学 平移误差 色散条纹传感器 拼接镜面 子镜共相

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拼接式合成孔径光学系统的失调误差分析研究 被引量：6

3

作者 邓键 张伟 +1 位作者 左保军 刘剑峰 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期130-133,共4页

拼接式合成孔径光学系统对系统误差分配有特殊要求,子镜失调将严重改变波前分布,影响系统成像。对一个拼接镜面的卡式原理演示系统进行了误差分析论证,并使用ZYGO干涉仪进行实测。结果表明,拼接镜面的波前误差RMS值和PV值有特殊关系,但... 拼接式合成孔径光学系统对系统误差分配有特殊要求,子镜失调将严重改变波前分布,影响系统成像。对一个拼接镜面的卡式原理演示系统进行了误差分析论证,并使用ZYGO干涉仪进行实测。结果表明,拼接镜面的波前误差RMS值和PV值有特殊关系,但在一定范围内仍可获得较好的MTF曲线。 展开更多

关键词 成像光学 太空望远镜 拼接镜面 误差分析 光程差

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拼接式反射镜共相误差检测 被引量：6

4

作者 郑彬 陆培芬 +1 位作者 陈永和 傅雨田 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期147-154,共8页

基于圆孔衍射理论,设计了一套拼接式反射镜的共相误差光学检测系统,并采用双波长窄带共相算法实现对合成孔径拼接镜的共相检测。方案中设计了圆孔掩模板、相位板和微棱镜阵列,通过数值仿真得到子镜间存在一系列台阶差时的圆孔衍射模板图... 基于圆孔衍射理论,设计了一套拼接式反射镜的共相误差光学检测系统,并采用双波长窄带共相算法实现对合成孔径拼接镜的共相检测。方案中设计了圆孔掩模板、相位板和微棱镜阵列,通过数值仿真得到子镜间存在一系列台阶差时的圆孔衍射模板图样,再将待测图样与模板图样进行相关匹配,获得当前子镜间存在的台阶差。在将检测方案应用于拼接镜检测之前,通过相位板在光路中引入已知量相位差进行模拟实验,对衍射图样进行采样和匹配;实验结果验证了方案的可行性,可实现对合成孔径拼接面进行较高精度的共相检测。 展开更多

关键词 测量 圆孔衍射 共相检测 拼接镜面 合成孔径系统

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拼接式反射镜共焦误差检测 被引量：5

5

作者 郑彬 陈永和 傅雨田 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期26-33,共8页

基于传统的夏克-哈特曼波前传感技术,针对实验室现阶段所拥有的合成孔径望远镜系统设计了一套共焦检测系统,用于对合成孔径系统的拼接主镜进行倾斜量误差检测。由于受实验平台振动和实验环境气流扰动等因素的影响,导致检测系统的夏克-... 基于传统的夏克-哈特曼波前传感技术,针对实验室现阶段所拥有的合成孔径望远镜系统设计了一套共焦检测系统,用于对合成孔径系统的拼接主镜进行倾斜量误差检测。由于受实验平台振动和实验环境气流扰动等因素的影响,导致检测系统的夏克-哈特曼光斑质心阵列做无规则的抖动,检测系统难以实现高精度共焦。针对该问题提出采用连续帧频数据采样叠加滤波处理的方法来克服实验环境因素的影响;将采集的连续帧频数据逐帧处理,相互叠加,分析光斑质心分布规律,通过构建光斑分布图样最小外接矩形获取光斑质心位置,从而有效的提高了共焦检测系统的准确度。实验表明中心镜沿x与y方向的倾斜量误差数据的标准差分别从0.029 7与0.009 2降到了6.0×10-5与5.1614×10-4。最终光斑质心数据的稳定性得到了不止一个量级的提升,良好的克服了因实验环境因素导致检测系统精度损失的问题,同时也验证了共焦检测系统方案的可行性。 展开更多

关键词 光学检测 共焦误差检测 拼接镜面 合成孔径系统

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中国大型通用光学望远镜EAST项目

6

作者 吴学兵 江林华 +14 位作者 邓李才 范舟 左恒 白华 张华伟 东苏勃 彭影杰 姜方周 李然 刘佳 叶泉志 孙赫 王力乐 沈雷歌 舒琦 《青海科技》 2024年第4期37-45,共9页

为迅速缩小中国与外国在光学天文望远镜上的发展差距,北京大学拟与相关单位合作,计划在2024—2030年间逐步建成一台大口径拼接镜面通用型光学望远镜EAST,台址设在青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测基地。项目计划按照成长型分两... 为迅速缩小中国与外国在光学天文望远镜上的发展差距,北京大学拟与相关单位合作,计划在2024—2030年间逐步建成一台大口径拼接镜面通用型光学望远镜EAST,台址设在青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测基地。项目计划按照成长型分两期建设(主镜口径分别为6 m和8 m),以大幅提高中国光学天文的观测能力,为即将发射的中国空间站工程巡天望远镜CSST和已建成的中国天眼FAST、爱因斯坦探针EP等其他波段望远镜的后续光学观测提供设备支撑,为产出世界一流科学成果提供保障,并为中国未来建设更大口径的地面光学望远镜以及发射大型空间拼接望远镜积累宝贵经验。作为通用光学望远镜,EAST将满足我国天文学家对多样化光学天文观测的迫切需求,在未来几十年从行星到恒星、从星系到宇宙的多领域科学研究中发挥重要作用。 展开更多

关键词 光学天文 测光 光谱 拼接镜面 望远镜

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低相干光源干涉系统在大口径拼接子镜间相位误差检测上的应用 被引量：3

7

作者 宋贺伦 李华强 +3 位作者 鲜浩 杨若夫 黄健 姜文汉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1523-1526,共4页

针对大口径望远镜拼接式主镜,提出一种基于迈克耳孙干涉原理的低相干光源干涉检测系统。应用该系统对拼接子镜间相位失调误差进行实时检测,进而对失调子镜进行相应校正,以实现拼接子镜的共面排布。给出了低相干光源干涉检测系统的具体结... 针对大口径望远镜拼接式主镜,提出一种基于迈克耳孙干涉原理的低相干光源干涉检测系统。应用该系统对拼接子镜间相位失调误差进行实时检测,进而对失调子镜进行相应校正,以实现拼接子镜的共面排布。给出了低相干光源干涉检测系统的具体结构,叙述了干涉检测系统的检测原理,提出应用双中心波长组合低相干光源进行拼接子镜间相位误差检测,分析了系统最低信噪比。结果表明,双中心波长组合低相干光源系统,可以提高低相干光源干涉中心条纹的信号分辨能力,借以提高检测精度,使得低相干光源干涉测量系统对拼接子镜间的相位失调误差进行高精度提取。 展开更多

关键词 光学设计 低相干光源 干涉系统 拼接子镜 相位误差

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色散条纹传感技术用于拼接镜面位移探测的仿真研究 被引量：3

8

作者 张勇 张靓 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期471-479,共9页

根据色散条纹传感技术的基本原理,从物理光学的角度对色散条纹传感器(DFS)进行了模拟研究,仿真出理论干涉图形,并从中采集能量信号,拟合光强分布曲线,得出测量结果.通过比较在不同波段的采样,提出在CCD上开出窗口采集有效信号的2种方法... 根据色散条纹传感技术的基本原理,从物理光学的角度对色散条纹传感器(DFS)进行了模拟研究,仿真出理论干涉图形,并从中采集能量信号,拟合光强分布曲线,得出测量结果.通过比较在不同波段的采样,提出在CCD上开出窗口采集有效信号的2种方法,借以提高检测精度.色散条纹传感器的检测范围为±50μm,检测精度可以达到几十nm. 展开更多

关键词 主动光学 拼接镜面 色散条纹传感器 平移误差

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基于等厚干涉的拼接镜面边缘传感器研究 被引量：2

9

作者 左恒 张茜 张勇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期109-116,共8页

拼接镜面共相技术是大口径望远镜研制中的关键技术之一,共相精度主要取决于边缘传感器的测量精度。针对大口径拼接镜面望远镜的共相需求,提出一种基于光学等厚干涉原理的边缘传感器设计方案,阐述其基本原理并给出该边缘传感器的结构图... 拼接镜面共相技术是大口径望远镜研制中的关键技术之一,共相精度主要取决于边缘传感器的测量精度。针对大口径拼接镜面望远镜的共相需求,提出一种基于光学等厚干涉原理的边缘传感器设计方案,阐述其基本原理并给出该边缘传感器的结构图。利用数据拟合和图像处理方法,对该方案进行仿真模拟,仿真结果显示该方案的测量精度可以达到倾斜误差为0.02″,平移误差为20 nm,可以满足大口径拼接镜面望远镜的共相检测需求。 展开更多

关键词 光学器件 边缘传感器 图像处理 拼接镜面 子镜共相

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干涉系统在拼接主镜共相位检测上的应用 被引量：2

10

作者 宋贺伦 鲜浩 +1 位作者 姜文汉 王胜千 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期496-499,共4页

由拼接镜面实现的大口径望远镜主镜,需要对拼接子镜进行精确校正来实现子镜间的共面,使得望远镜取得接近其衍射极限的光学成像质量,子镜之间的垂向位移误差需要被校正到入射光波长的几分之一(<100 nm)。为实现此目标,在基于大口径迈... 由拼接镜面实现的大口径望远镜主镜,需要对拼接子镜进行精确校正来实现子镜间的共面,使得望远镜取得接近其衍射极限的光学成像质量,子镜之间的垂向位移误差需要被校正到入射光波长的几分之一(<100 nm)。为实现此目标,在基于大口径迈克逊干涉原理的基础上设计了一套子镜间相位误差检测系统。该检测系统的创新性在于激光光源与白光光源同时应用,以对拼接主镜子镜间位置误差进行检测,检测的不确定度为5～6 nm,检测范围为30～40μm,最后对该干涉检测系统的光学系统的设计进行分析,仿真出基于该检测系统的理论干涉图形,并得出较好的测试结果。 展开更多

关键词 干涉检测系统 拼接主镜 相位误差检测

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拼接式合成孔径光学系统的子镜失调误差分析 被引量：2

11

作者 韩丽辉 邓键 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期701-704,共4页

拼接镜面合成孔径光学系统子镜的失调将对系统成像质量造成较大影响。不同方向的子镜失调误差有不同的误差-评价函数关系,因此有各自严格的公差分配。研究重点是通过对子镜的干涉图和波前判研以及对系统的物理光学分析获得失调特征和数... 拼接镜面合成孔径光学系统子镜的失调将对系统成像质量造成较大影响。不同方向的子镜失调误差有不同的误差-评价函数关系,因此有各自严格的公差分配。研究重点是通过对子镜的干涉图和波前判研以及对系统的物理光学分析获得失调特征和数据,从而指导装调。对比了三种结构相似但F数和口径不同的拼接主镜形式合成孔径光学系统,对三个实际系统拼接产生的位置误差进行分析,总结出各误差对系统像质影响的规律,由此提出了类似系统的设计要点。 展开更多

关键词 拼接镜面 子镜 误差分析 失调误差

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分块镜扇形子镜驱动点位置优化计算 被引量：1

12

作者 惠梅 罗晶晶 +1 位作者 赵跃进 刘芳 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期166-169,共4页

在光学综合孔径共相位检测微调系统中,分块镜子镜三自由度微动调节机构通常采用3个并联的微位移致动器来驱动各子镜,使单个分块镜具有独立的姿态调整能力,从而实现了光学共相位误差的纳米级精确校正。以理论力学原理作为切入点展开了分... 在光学综合孔径共相位检测微调系统中,分块镜子镜三自由度微动调节机构通常采用3个并联的微位移致动器来驱动各子镜,使单个分块镜具有独立的姿态调整能力,从而实现了光学共相位误差的纳米级精确校正。以理论力学原理作为切入点展开了分析,针对微动机构的稳定性、tilt-tip调节灵敏度等,根据所给定几何参数的子镜三驱动点位置对其进行了优化计算。经数学建模和仿真计算,得到了定参数子镜的三驱动点最佳位置坐标,进而归纳出了普遍适用的优化评价方法。 展开更多

关键词 光学综合孔径 分块镜 数值求解 微动调节 驱动点

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一种基于高斯拟合的衍射光斑峰值位置的定位方法

13

作者 曲丹丹 赵跃进 +1 位作者 惠梅 程蓉蓉 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期127-130,共4页

基于衍射理论的分块镜共相位误差检测中,衍射光斑最高峰峰值位置的定位精度直接影响最终的测量精度,峰值定位精度受限于CCD的像元尺寸。针对衍射光斑的特点及最高峰峰值位置亚像元的定位精度要求,提出了基于高斯拟合的最高峰峰值位置的... 基于衍射理论的分块镜共相位误差检测中,衍射光斑最高峰峰值位置的定位精度直接影响最终的测量精度,峰值定位精度受限于CCD的像元尺寸。针对衍射光斑的特点及最高峰峰值位置亚像元的定位精度要求,提出了基于高斯拟合的最高峰峰值位置的定位方法。在采样间距为5μm,采样点在10个左右的情况下,定位精度高于600nm,与传统的质心法及Hilbert变换法相比,精度可以提高20%以上,且鲁棒性好。实验结果表明,该方法是一种有效的亚像元精度的峰值定位方法,为提高共相位误差的测量精度提供有效途径。 展开更多

关键词 成像光学 共相位误差 峰值位置 定位精度 分块镜

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基于衍射理论的分块镜共相位误差的高精度测量

14

作者 曲丹丹 赵跃进 任芸 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期537-542,565,共7页

拼接式的分块镜能满足下一代望远镜更大、更轻和可折叠的要求,分块镜共相位误差的高精度检测是望远镜实现超大口径、超高分辨率成像的技术关键。从理论上证明了一个波长范围内,衍射光斑最高峰的峰值位置偏离图像中心位置的距离与共相位... 拼接式的分块镜能满足下一代望远镜更大、更轻和可折叠的要求,分块镜共相位误差的高精度检测是望远镜实现超大口径、超高分辨率成像的技术关键。从理论上证明了一个波长范围内,衍射光斑最高峰的峰值位置偏离图像中心位置的距离与共相位误差之间呈线性关系,提出了基于衍射理论的峰值位置法检测分块镜共相位误差的方法。该方法对峰值位置的定位精度要求很高,采用基于高斯拟合的峰值定位方法,在采样点为10个左右、采样间隔为5μm的条件下,定位精度可达到600nm,能够满足定位要求。实验结果表明:该方法能够有效检测分块镜的共相位误差,在一个波长的测量范围内,其测量精度能够达到λ/20。该方法系统简单,测量精度高,适合大型分块镜共相位误差的测量。 展开更多

关键词 光学测量 分块镜 共相位误差

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基于宽光谱干涉系统的拼接主镜共相位检测技术 被引量：3

15

作者 宋贺伦 鲜浩 +1 位作者 黄健 姜文汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期41-44,共4页

针对拼接式大口径望远镜主镜,提出一种基于迈克尔逊干涉原理基础上的宽带光谱(白光)干涉检测方法,对拼接子镜间相位误差进行实时检测,进而对失调子镜进行相应校正,以实现拼接子镜的共面排布。子镜间相位误差通过干涉图形间的不匹配性进... 针对拼接式大口径望远镜主镜,提出一种基于迈克尔逊干涉原理基础上的宽带光谱(白光)干涉检测方法,对拼接子镜间相位误差进行实时检测,进而对失调子镜进行相应校正,以实现拼接子镜的共面排布。子镜间相位误差通过干涉图形间的不匹配性进行提取。应用双中心波长组合白光源来提高白光中心条纹的可见度,通过理论仿真,对不同中心波长组合的白光中心条纹可见度进行比较,结果表明:该双中心波长组合白光源系统的应用,可以提高白光干涉中心条纹的信号分辨能力,借以提高检测精度,使得该白光干涉检测系统对拼接子镜间的相位失调误差进行高精度提取。 展开更多

关键词 宽光谱干涉系统 拼接主镜 相位误差 检测技术 误差提取技术

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基于宽光谱条纹对比度的菲索型光干涉望远镜共相检测与控制方法

16

作者 王蓓 陈欣扬 +2 位作者 郑立新 李可新 颜召军 《天文研究与技术》 CSCD 2018年第3期369-374,共6页

菲索型光干涉望远镜得到高分辨率成像的关键是消除各子镜之间相位平移误差。宽光谱条纹对比度检测法是一种检测相位平移误差的有效办法。基于物理光学的基本原理,论证了平移误差与系统点扩展函数的关系,进而仿真了共相远场条纹像,分析... 菲索型光干涉望远镜得到高分辨率成像的关键是消除各子镜之间相位平移误差。宽光谱条纹对比度检测法是一种检测相位平移误差的有效办法。基于物理光学的基本原理,论证了平移误差与系统点扩展函数的关系,进而仿真了共相远场条纹像,分析了共相检测与控制过程和数据预处理的方法,提出了加权对比度的算法和共相维持的方法,最终得到了共相远场像,并与仿真结果进行了对比。结果表明,实验与仿真的共相远场像能量分布形态以及数值都比较接近,该方法可以实现对子镜之间相位平移误差的检测与控制。 展开更多

关键词 共相检测 子镜拼接 相位平移误差 条纹对比度

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相位差波前检测方法应用于平移误差检测的实验研究 被引量：5

17

作者 罗群 黄林海 +2 位作者 顾乃庭 李斐 饶长辉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期529-536,共8页

相位差波前检测方法由于其结构简单,对环境要求低,测量精度较高等优点,被应用于诸多领域.本文针对拼接型天文望远镜中主镜的共相位检测问题,对相位差波前检测方法在拼接主镜各子镜间平移误差测量进行理论分析,并搭建了实验光路.实验结... 相位差波前检测方法由于其结构简单,对环境要求低,测量精度较高等优点,被应用于诸多领域.本文针对拼接型天文望远镜中主镜的共相位检测问题,对相位差波前检测方法在拼接主镜各子镜间平移误差测量进行理论分析,并搭建了实验光路.实验结果表明:相位差波前检测方法对拼接镜平移误差的测量精度高于λ/20(λ为波长),满足系统对拼接平移误差的要求. 展开更多

关键词 相位差波前检测方法 平移误差 拼接型望远镜

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