[发明专利]一种星敏感器及其探测方法

权利要求书

1.一种星敏感器的探测方法，包括：干涉单元、角度调制单元、光学成像单元、探测单元；

所述干涉单元使星光经过时发生干涉，包括周期相等、刻线方向形成夹角ε、间距为d的光栅G1和光栅G2，其中，d＞0mm，p为光栅周期，B为干涉条纹周期；

所述角度调制单元对同一入射星光产生不同方向的偏转，包括阵列的光楔列阵；

所述光学成像单元将所述不同方向的光会聚成像在所述探测单元的不同位置上；其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立星敏感器坐标系O-xyz和星敏感器靶面坐标系x'O'y'；

S2：计算单颗星在选定平面上的平面光波场U_i(x,y)，所述选定平面为任一平行于xOy面的平面；所述平面光波场U_i(x,y)的计算公式为：

其中，A为实数，代表光波场振幅；λ为星光发出的任一平面波的波长；θ_x,θ_y分别为平面光波与星敏感器坐标系x轴、y轴夹角的余角；

S3：单颗星发出的星光经过光栅G₁后发生衍射，光栅G₁的刻线方向平行于y轴，根据角谱理论计算此处衍射光场分布的空间频谱F₁(f_x,f_y)；

S4：所述步骤S3中的星光入射至光栅G₂之前，由于所述光栅G₁与所述光栅G₂之间存在间隙，计算此时光场分布的空间频谱F₁'(f_x,f_y)；

S5：所述星光经过所述光栅G₂后，各级衍射光发生干涉，计算此处干涉光场分布的空间频谱F₂(f_x,f_y)；

S6：当所述步骤S5中的星光经过光楔阵列后，计算此处干涉光场分布的空间频谱F₃(f_x,f_y)；

S7：所述光栅G₁衍射后的m级衍射光在入射至光栅G₂之前，产生传播距离为d的相移，计算该相移

S8：计算所述x'O'y'平面上的光场分布U_F(x',y')；所述x'O'y'平面上的光场分布U_F(x',y')为：

其中，F为光学成像单元的焦距，d₀为所述光楔阵列到所述光学成像单元中第一块透镜的距离，δ_xn和δ_yn分别为光束经过光楔后带来的沿x方向和y方向的偏转角，P为星像点，n代表光楔阵列中第n块光楔，n＝1,2,3,4；a为光楔在x轴方向上的长度，b为光楔在y轴方向的长度；m为光栅G1的m级衍射，m'为光栅G2的m'级衍射；Cm为光栅G1的m级衍射系数，Cm'为光栅G2的m'级衍射系数；ε为光栅G2刻线方向与G₁刻线方向的微小夹角。

2.根据权利要求1所述的星敏感器的探测方法，其特征在于，所述星光经过光栅G₁后，衍射光场分布的空间频谱F₁(f_x,f_y)为：

F₁(f_x,f_y)＝F_i(f_x,f_y)*G₁(f_x,f_y)(3)

其中，F_i(f_x,f_y)为星光光场的频谱，即平面光波场U_i(x,y)的傅里叶变换，G₁(f_x,f_y)表示光栅G₁的频谱。