[发明专利]一种基于杨氏双缝干涉理论检测望远镜成像质量的方法

说明书

本发明涉及一种基于杨氏双缝干涉理论检测望远镜成像质量的方法，具体步骤如下：首先根据已知的望远镜参数计算该系统中准直，成像系统及离焦透镜的通光口径和个系统焦距等相关参数，并根据当地大气视宁度情况计算出Hartman屏每个小空的直径及小孔间距。在数据处理时，首先探测到的小孔及干涉像，并记录它们的位置。硬件设计加工和软件研发完成后，要对整个系统进行联合调试，检验系统软硬件的匹配情况，以便及时修改错误与不足，使整个系统的工作尽善尽美。联调结束后，就要通过观测来进行望远镜像质的检测。该发明方法能有效地针对望远镜成像质量进行检测，使用效果好，便于根据需要使用。

技术领域

本发明涉及一种基于杨氏双缝干涉理论检测望远镜成像质量的方法，属于光学技术领域。

背景技术

成像质量是评价望远镜系统的一个重要指标，望远镜像质的好坏，直接影响到观测数据的质量，特别是对于高分辨成像，高精度测光和高精度光谱观测等，像质检测技术则是保证成像质量的有效手段。目前国内检测望远镜成像质量的方法主要有两种，一种是利用高分辨率像复原技术，另一种是基于Shack Hartmann测量波前倾斜技术的波前探测器检测望远镜成像质量.

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于杨氏双缝干涉理论检测望远镜成像质量的方法，以便能够有效地检测望远镜成像质量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种基于杨氏双缝干涉理论检测望远镜成像质量的方法，具体步骤如下：

首先根据已知的望远镜参数计算该系统中准直，成像系统及离焦透镜的通光口径，并根据当地大气视宁度情况计算出Hartman屏每个小空的直径及小孔间距；软件开发是根据杨氏双缝干涉理论，测量离散相差。对于Hartman屏上的众多小孔，如果CCD在远离成像镜焦面的位置，在CCD上各个小孔的像就会彼此交叠，发生干涉。那么在合适的位置上，干涉图像的极大值就会被记录，离开成像镜焦点的位置由下式给出：

式中，S为离焦量，λ为中心波长，f为系统焦距，d为小孔间距。

发生干涉后，干涉获得的光斑远小于经典的Hartman屏的小孔或者微透镜，这样就能获得更高的分辨率，提高波前探测的精度。Hartman屏的4个小孔相互干涉产生一个干涉像，所以一个4x4的屏产生9个主极大的干涉像。当然，如果CCD的位置放置稍偏离计算值，那么也会有次极大的干涉图在CCD上成像，次极大的干涉图在数据处理中也是需要的。因为更多的光斑会提高的计算精度，但是次极大也不宜太多，次极大干涉像太多会减少主极大光通量。

在数据处理时，首先探测到的小孔及干涉像，并记录它们的位置。干涉像的精确位置取决于小孔之间的相差。用杨氏双缝干涉公式来解决极大值干涉像在CCD上的位置，但是注意到这里有4个相位孔径参加干涉，把小孔的相位差和干涉像质心位置与4个小孔的中心位置偏差Δx,Δy关联起来，有公式：

上式中，Δφ是小孔的相差，φ是相位，d是相邻小孔间距。

假设在Hartman屏上取M个采样点，对于每个采样点i来说，在瞳上都有无量纲的坐标(x_i,y_i),通过测量m＝0时干涉斑图像位移，得到采样点的波前倾斜推算小孔干涉的相位差为：

上式中ap和sp是Hartman屏孔径间距投射到无量纲瞳上的位置。已知取样点i的波前Wi由带振幅系数Cj的N项泽尼克多项式Zj来描述：

用矩阵来描述在CCD上探测到的离散的波前误差为：