[发明专利]一种多孔径系统光瞳检测与校正方法

说明书

本发明提出一种多孔径系统光瞳检测与校正方法，该方法能有效检测多孔径光束的光瞳位置，并能通过三维位移台折转调节镜组配合光瞳控制系统实现对多孔径光瞳的精密闭环调节。该方法依托的检测与校正平台，包括望远镜缩束系统(1)、三维位移台折转调节镜组(2)、合束器镜组(3)、第一分光镜(4)、第二分光镜(5)、反射镜(6)、可调缩束器(7)、探测相机(8)和光瞳控制系统(9)。该方法由单个可调缩束器和单个探测相机实现对多光瞳的检测，检测精度高且构造简易；该方法的光瞳校正与光轴校正相互解耦，闭环迭代速度快且稳定度高。

技术领域

本发明属于光学工程、应用光学、激光、光束控制等技术领域，具体涉及一种多孔径系统光瞳检测与校正方法。

背景技术

多孔径系统技术是未来光学系统向大口径和超大口径发展比较有前景的技术途径。其中光瞳检测与校正方法是多孔径系统中重要的技术环节。根据多孔径系统“黄金准则”的要求，入射孔径光瞳结构与出射孔径光瞳结构需保持一致，而多孔径系统在光程校正和光轴校正过程中会导致光瞳结构的走离效应，因此需要对各孔径光瞳进行检测与校正。能将光瞳准确测量并能够实时校正，是多孔径系统稳定相干合成成像的前提和关键。而采用本发明的方法可以实现多孔径系统光瞳的准确测量和光瞳阵列结构的实时校正。在一定程度上能促进多孔径系统技术的发展与应用。

发明内容

针对以上多孔径系统存在的光瞳检测与校正问题，提出一种多孔径系统光瞳检测与校正方法，该方法简易，能够应用于多孔径系统中，使多孔径系统能够实现稳定地相干成像，从根本上解决该系统的稳定性和应用问题。

为了实现本发明的目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种多孔径系统光瞳检测与校正方法，该方法依托的检测与校正平台包括望远镜缩束系统、三维位移台折转调节镜组、合束器镜组、分光镜组、反射镜、可调缩束器、探测相机和光瞳控制系统。其中可调缩束器的焦距调节范围由多孔径系统的孔径数量、缩束器的缩束比、各光瞳扰动范围以及探测相机的靶面大小决定。其焦距调节范围既要保证在光瞳扰动干扰下多个光瞳光斑之间不连通，又要保证在光瞳扰动干扰下多个光瞳光斑不可超出探测器相机的有效探测靶面。根据探测相机上显示的各光束光斑分布的疏密状态和光斑实际扰动量来调节可调缩束器的焦距，使探测相机上各光束光斑的疏密分布状态介于光束光斑连通状态与光束光斑脱离有效探测靶面状态之间，由探测相机获取的光斑位置信息输入到光瞳控制系统中进行控制量的解算，通过控制驱动量校正各孔径光路中的三维位移台折转调节镜组，完成各孔径光瞳位移量的闭环校正控制。

进一步地，根据不同的光斑形态，探测相机同时提取多光瞳光斑的质心或形心的位置信息，将位置信息传送到光瞳控制系统进行控制量的解算，通过控制驱动量校正各孔径光路中的三维位移台折转调节镜组，完成各孔径光瞳位移量的闭环校正控制。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.采用单一可调缩束器和单一探测器便可以采集多个光瞳的位置信息，结构简易；

2.采用三维位移台折转调节镜组进行光瞳位置的调节，能够与系统的光轴调节相互解耦，能够提高系统闭环校正的收敛速度，使闭环控制系统更稳定；

3.目前多孔径系统探测光瞳常采用子孔径调制的方法，不仅在调制过程中会引入附加位移误差，导致解算误差；而且在实时性方面也无法比拟本发明提出的多孔径系统光瞳检测与校正方法。

附图说明

图1为本发明提出的多孔径系统光瞳检测与校正方法的平台布局示意图，其中，1为望远镜缩束系统，2为三维位移台折转调节镜组，3为合束器镜组，4为第一分光镜，5为第二分光镜，6为反射镜，7为可调缩束器，8为探测相机，9为光瞳控制系统。

图2为探测器探测多孔径光瞳示意图(以7孔径系统为例)，其中，A为正常探测光瞳情况，B为多光瞳光斑极限相切情况(光斑连通)，C为多光瞳光斑与探测器靶面极限相切情况。