[发明专利]大视场巡天望远镜波前曲率传感方法、装置、设备及介质

说明书

本申请公开了一种大视场巡天望远镜波前曲率传感方法、装置、设备及介质，该方法包括：包括：对大口径主焦点组件进行粗对准后，通过位于焦面两侧的错位型曲率传感器成像，得到离焦星点图；获取离焦星点图的边界，将离焦星点图分割成多个子孔径区域；子孔径区域被分成未含边界的纯内部区域和含边界的区域；在纯内部区域内，求解出各纯内部区域对应的波前曲率；在含边界的区域内，求解出含边界的区域对应的波前曲率和波前斜率，并利用极大似然估计约束波前斜率的参数；将求解出的波前曲率和约束后的波前斜率进行综合整理分析，获得望远镜的波前相位信息。这样可以使最终求解的波前传感的结果更精确，降低校正时间，提高校正精度。

技术领域

本发明涉及望远镜技术领域，特别是涉及一种大视场巡天望远镜波前曲率传感方法、装置、设备及介质。

背景技术

望远镜口径的增加不仅可以有效地提高对临近目标的分辨能力，同时还以平方规律提升望远镜的集光能力，可有效提升暗弱目标成像信噪比、拓展极限探测能力，最终实现对更加深远的宇宙的探索。因此，大口径大视场望远镜是未来验证宇宙学最新理论、增加时域天文等领域学术话语权的关键。

大口径大视场望远镜在近二十年来发展获得了飞速发展，为了获得更高的巡天效率与集光能力，其口径与视场都在不断扩大。主动光学作为大口径大视场望远镜的关键技术，已经获得了广泛的应用。国外已经研制并成功运行多台大口径大视场望远镜，八米级的LSST已经投入建设，而国内尚未开展两米以上的大视场望远镜研究。不论是在占领“太空高地”保障国土安全方面，还是在探测存在撞击威胁的小行星等天文学邻域，均存在较大的差距。为了进一步发挥大口径大视场望远镜的探测能力，通过主动光学对望远镜中的各个主要部件进行独立、实时的面形校正与姿态控制，不仅可以降低对光学加工、系统装配精度的要求，还可以有效地放宽对大型跟踪架刚度的要求，降低系统运动惯量。相对于高分辨成像望远镜，大口径大视场望远镜观测任务更加紧张，更长的观测时间会直接影响结果为所面临的外部观测环境更加的恶劣。

目前，一般利用相位差异技术求解大视场巡天望远镜系统的波前相位，该技术是基于波前经过存在差异的光学系统(如引入少量的离焦)后产生的变化，利用优化迭代的方法进行波前相位的求解。但是，对于大视场巡天系统而言，相位差异技术单一像差量程小于一个波长的特点，导致其无法有效地针对巡天望远镜像差较大的边缘视场；同时，天光背景与渐晕造成的光瞳非均匀照明，对相位恢复的精度也会造成影响。因此，相位差异技术在巡天主动光学望远镜波前传感系统的应用，目前还存在着诸多限制因素。

因此，如何精确地求解波前相位，以提高整个主动光学系统的校正效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大视场巡天望远镜波前曲率传感方法、装置、设备及介质，可以更精确地求解波前相位信息，降低校正时间，提高校正精度。其具体方案如下：

一种大视场巡天望远镜波前曲率传感方法，包括：

对大口径主焦点组件进行粗对准后，通过位于焦面两侧的错位型曲率传感器成像，得到离焦星点图；

获取所述离焦星点图的边界，将所述离焦星点图分割成多个子孔径区域；所述子孔径区域被分成未含边界的纯内部区域和含边界的区域；

在所述纯内部区域内，求解出所述纯内部区域对应的波前曲率；

在所述含边界的区域内，求解出所述含边界的区域对应的波前曲率和波前斜率，并利用极大似然估计约束波前斜率的参数；

将求解出的波前曲率和约束后的波前斜率进行综合整理分析，获得所述望远镜的波前相位信息。

优选地，在本发明实施例提供的上述大视场巡天望远镜波前曲率传感方法中，获取所述离焦星点图的边界，包括：

利用膨胀运算将所述离焦星点图的孔洞进行平滑；