[发明专利]一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法

说明书

本发明涉及望远镜装调技术领域，具体涉及一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，能够针对大型地基自适应望远镜的光瞳偏移进行修正，保证望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合，并且创造性地提出了基于次镜无慧差点来进行主光学系统的光轴与机下自适应平台光轴进行对准，在对主光学系统光轴改变的同时保证了主镜及次镜的系统波前，消除望远镜的弯沉引起的光轴变化，可以使望远镜的自适应校正效果达到最佳的状态。本申请对系统的光轴偏移进行实时补偿修正，提高自适应系统的校正效果。

技术领域

本发明涉及望远镜装调技术领域，具体而言，涉及一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法。

背景技术

随着地基望远镜口径不断增大，卡式主光学系统桁架重量不断增大，主光学系统后截距不断增长，因结构和温度变化引起的失调误差造成的成像质量下降问题越来越显著，尤其针对自适应高分辨力成像系统的影响愈发严重，失调误差的补偿方式已成为地基大口径望远镜的研究重点和难点。以经典的卡式主次镜系统为例，光学系统的失调误差主要是次镜随俯仰角变化的重力弯沉以及温度变化的主次镜相对位置变化，导致系统光轴偏移，经过库德光学系统折转到机下成像系统后，会使得系统光瞳位置偏移。对于自适应成像光学系统，哈特曼测量系统及变形镜系统分别放置于主镜的光瞳位置，其中变形镜为主镜的出瞳，哈特曼探测器为变形镜的出瞳。光瞳偏移导致主镜的映射面在变形镜光学表面进行画圈运动，随着主镜口径的增大、系统后截距变长，画圈运动影响越发增强，严重影响自适应高分辨成像系统的校正效果，影响成像质量。

失调误差是影响地基大口径自适应望远镜成像性能的主要因素。在望远镜失调误差校正方面，欧洲南方天文台在NTT望远镜上首先使用了基于主动光学的失调误差校正方法，利用波前传感器来监视整个系统的波前函数，并分解为主光学系统的相对偏移量，以此为反馈实现主光学系统失调误差的校正，其中VLT望远镜针对离焦、偏心和倾斜分别采用相对独立的三个调整机构来实现失调误差补偿，MMT望远镜采用变形镜进行失调误差补偿。在国内，车驰骋等利用矢量波像差理论，建立了系统失调误差和波前zenike像差系数的关系，通过像差系数的测量反向计算出次镜位置误差，实现失调误差的校正。

从原理上，次镜位置偏差导致系统产生离焦、慧差，通过次镜的五维调整机构Hexapod平台可以很轻易对其进行补偿校正，而从系统的角度，这种补偿校正方式无法校主光学系统光轴的变化，而库德光路的基准是主光学系统三镜折转后的光轴与俯仰轴重合、六镜折转后的光轴与方位轴重合，这种光轴的偏移对光瞳偏移的影响依旧存在并影响着自适应高分辨力成像系统的校正效果。

对于小口径自适应望远镜，由于主镜即次镜支撑系统重量较轻，并且由于主镜通光口径有限，主光学系统后截距(库德光路长度)较短，不会引起较大的光瞳偏移现象。而对于口径达到4米量级的望远镜系统，其主光学系统后截距达到了56m，库德光路长度随之增长，画圈运动影响越发增强，严重影响自适应高分辨成像系统的校正效果，影响成像质量。

长春光机所研制的4米望远镜系统是国内最大口径地基高分辨力望远镜，国内已建成的大口径自适应望远镜如成都光电所1.8m自适应望远镜及长春光机所2m望远镜，其光瞳偏移现象也不明显，虽然在装调过程中会出现光瞳画圈的问题，但通过在望远镜装调过程中调整三镜位置，使得通过三镜折转的光束与俯仰轴完全重合，便可以解决光瞳未对准的问题。这种方法针对2m口径以下的望远镜可行，但对于口径达到4m量级的望远镜，望远镜在跟踪过程中，随着指向的变化不可避免的带来望远镜弯沉效应引起的光轴变化，因而对于4m量级的望远镜光瞳偏移修正的方法还有待于进一步发展。

发明内容

本发明实施例提供了一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，以至少解决现有望远镜光瞳偏移的技术问题。

根据本发明的一实施例，提供了一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，包括以下步骤：