[发明专利]一种应用于拼接望远镜的光电检测系统及其快速共相调节方法

权利要求书

1.一种应用于拼接望远镜的快速共相调节方法，其特征在于：在拼接望远镜的共轭面上设置小拼接镜，利用小拼接镜将拼接望远镜接受的光反射后进行检测，得到两相邻子镜间的远场光斑信息和衍射光斑信息；然后根据远场光斑信息和衍射光斑信息分别计算出两相邻子镜间piston误差和倾斜误差；最后根据piston误差和倾斜误差对小拼接镜进行调节，实现拼接望远镜与小拼接镜系统快速共相调节的目的；所述方法具体包括以下步骤：

（1）利用准直透镜将拼接望远镜接受的光变为平行光射出；

（2）在准直透镜后方设置小拼接镜，小拼接镜位于拼接望远镜的共轭面上，小拼接镜的子镜块数与拼接望远镜的子镜块数相同，利用小拼接镜将从准直透镜出来的平行光反射到4f系统；

（3）利用第一分光棱镜将从4f系统射出来的光分为两部分，一部分光依次经过拼接镜MASK和第二分光棱镜后，分别进入第一夏克哈特曼波前探测器和第二夏克哈特曼波前探测器；另一部光经过第三分光棱镜后，分别进入第三夏克哈特曼波前探测器和成像系统内；

（4）进入第一夏克哈特曼波前探测器和第二夏克哈特曼波前探测器的光束在CCD上分别呈现在某特定窄带光下两相邻拼接子镜间远场光斑，利用双波检测原理计算出两相邻子镜间piston误差，根据piston误差，利用控制系统控制压电陶瓷促动器对小拼接镜进行调节；进入第三夏克哈特曼波前探测器的光束在CCD上形成一系列的衍射光斑，并通过控制系统将该衍射光斑偏离标定位置的方位和距离，计算两相邻子镜的倾斜误差，根据倾斜误差，利用控制系统控制压电陶瓷促动器对小拼接镜进行调节；

其中，采用质心算法计算每块区域光斑中心位置（x,y），与标定位置（0，0）比较，分别计算出波前相位倾斜量和倾斜方向；

其中，Δφ为波前相位倾斜量，单位为nm，其中α为望远镜角放大率，f为微透镜焦距，D为主镜尺寸；θ为波前相位倾斜相位；

控制系统的数据处理机根据CCD采集到的数据，控制小拼接镜倾斜角度，实时补偿拼接镜倾斜误差。

2.一种应用于拼接望远镜的光电检测系统，包括准直透镜、小拼接镜、4f系统、第一分光棱镜、拼接镜MASK、第二分光棱镜、第一滤光片、第一夏克哈特曼波前探测器、第二滤光片、第二夏克哈特曼波前探测器、第三分光棱镜、第三夏克哈特曼波前探测器、成像系统、压电陶瓷促动器和控制系统；

小拼接镜设置于拼接望远镜的共轭面上，拼接望远镜与小拼接镜之间设置准直透镜，其中小拼接镜的子镜块数与拼接望远镜的子镜块数相同；准直透镜用于将拼接望远镜接受的光变为平行光后射到小拼接镜上，小拼接镜用于将从准直透镜出来的平行光反射到4f系统；

小拼接镜和第一分光棱镜之间设置4f系统，第一分光棱镜分光的两个方向分别设置第二分光棱镜和第三分光棱镜；第一分光棱镜和第二分光棱镜之间设置有拼接镜MASK；

第二分光棱镜分光的两个方向分别设置第一夏克哈特曼波前探测器和第二夏克哈特曼波前探测器；第一夏克哈特曼波前探测器和第二夏克哈特曼波前探测器之间设置有第一滤光片；

第三分光棱镜分光的两个方向分别设置第三夏克哈特曼波前探测器和成像系统；

压电陶瓷促动器与小拼接镜相连接，用于驱动小拼接镜移动；

控制系统分别连接第一夏克哈特曼波前探测器、第二夏克哈特曼波前探测器、第三夏克哈特曼波前探测器、成像系统和压电陶瓷促动器。

3.根据权利要求2所述的应用于拼接望远镜的光电检测系统，其特征在于：小拼接镜的每个子镜均有三个支撑点，三个支撑点上均设置压电陶瓷促动器且分布在同一圆上，每个支撑点中心对称位置放置了一电容传感器；控制系统通过电容传感器来控制压电陶瓷促动器的变形量，进而控制小拼接镜的移动。