[发明专利]大口径空间光学系统外场波前像差检测方法

权利要求书

1.大口径空间光学系统外场波前像差检测方法，其特征是，包括三个步骤：

步骤一：测量条件初始化，a）将四维调整架（1）和小口径平行光发生装置（2）放在被测光学系统（3）前；通过辅助设备令小口径平行光发生装置（2）指向被测光学系统（3）的视场，并锁死x、y方向转动装置；b）将被测光学系统（3）的光学参数、小口径平行光口径及测量所需的子孔径数目输入控制计算机（5）；子孔径拼接后的面积需覆盖被测光学系统（3）单视场通光孔径的全部，相邻子孔径重叠面积由采样密度确定；c）根据初始参数，控制计算机（5）生成小口径平行光发生装置（2）的初始位置及运动轨迹；运动轨迹的走向由控制计算机（5）预先设定，但轨迹长度由被测光学系统（3）的通光口径及测量所需的子孔径数目确定；同时，控制计算机（5）还生成两个与采样密度相同维度的二维空矩阵，用以存储测量数据，每个矩阵中的元素与小口径平行光发生装置（2）运动轨迹中的驻留位置一一对应；d）控制计算机（5）控制小口径平行光发生装置（2）运动至测量初始位置；

步骤二：波前斜率测量，将小口径平行光发生装置（2）调整至开启状态；发出的平行光经被测光学系统（3），最终被会聚到图像传感器（4）上，此时图像传感器（4）上接受到的是点状光斑；控制计算机（5）控制图像传感器（4）记录该点状光斑，并将其存入缓存；再通过质心算法计算出该点状光斑质心位置的x、y坐标，并将其存储为偏离矩阵中与小口径平行光发生装置（2）的位置相对应的元素；完成该操作后，控制计算机（5）根据步骤一中生成的运动轨迹控制小口径平行光发生装置（2）移动至下一位置，进行同样的光斑记录、数据处理与存储操作；以此类推，小口径平行光发生装置（2）按照其运动轨迹遍历整个被测光学系统（3）被测视场的通光口径，并在每个驻留位置进行光斑记录、数据处理与存储操作；测量结束后，可以得到表征被测光学系统（3）出瞳波面x方向斜率与y方向斜率的两个偏离矩阵；

步骤三：波前像差拟合，根据步骤二中生成的偏离矩阵与被测光学系统（3）的焦距可以计算得到被测光学系统（3）出瞳波面x方向斜率矩阵与y方向斜率矩阵；以斜率矩阵为输入，采用成熟的波面拟合算法，拟合得到被测光学系统（3）的出瞳波面。

2.根据权利要求1所述的大口径空间光学系统外场波前像差检测方法，步骤三所述的拟合过程中去除结果中的倾斜分量。