[发明专利]一种虚拟孔径复振幅拼接超分辨率天文望远镜系统

摘要

本发明涉及一种虚拟孔径复振幅拼接超分辨率天文望远镜系统，包括卡塞格林天文望远镜系统、中继光路系统和瞳面复振幅测量拼接与图像处理系统组成，卡塞格林天文望远镜系统将空间目标放大；中继光路系统将卡塞格林天文望远镜的出瞳共轭到后端瞳面复振幅测量拼接与图像处理系统；瞳面复振幅测量拼接与图像处理系统中，分束镜将光分为两部分分别通往微阵列透镜和夏克-哈特曼波前相位传感器，微阵列透镜位于出瞳共轭面，和阵列光子计数器共同实现对波前振幅的测量，夏克-哈特曼波前相位传感器也位于出瞳共轭面，实现对波前相位的测量，最终通过数复振幅拼接和图像处理计算机实现多帧复振幅在虚拟孔径上的拼接；本发明成像精度高。

主权项

一种虚拟孔径复振幅拼接超分辨率天文望远镜系统，其特征在于包括：卡塞格林天文望远镜系统(1)、中继光路系统(8)和瞳面复振幅测量拼接与图像处理系统(11)；所述瞳面复振幅测量拼接与图像处理系统(11)包括：分束镜(12)、微阵列透镜(13)、阵列光子计数器(14)、夏克‑哈特曼波前传感器(15)、时钟同步信号系统(16)和复振幅拼接和图像处理计算机(17)；卡塞格林天文望远镜系统(1)对运动目标进行跟踪成像，在跟踪时随方位轴(18)和俯仰轴(19)转动过程中自身光学出瞳的位置保持不变；中继光路系统(8)将光学信号传导到后端瞳面复振幅测量拼接与图像处理系统(11)，并分别将卡塞格林天文望远镜系统(1)的出瞳共轭到微阵列透镜(13)和夏克‑哈特曼波前传感器(15)的位置；随后光学信号经分束镜(12)后，一部分经微阵列透镜(13)耦合进阵列光子计数器(14)中，得到系统的瞳面振幅分布矩阵；一部分进入夏克‑哈特曼波前传感器(15)得到系统的瞳面相位分布矩阵；时钟同步信号系统(16)根据卡塞格林天文望远镜系统(1)的位置信息实现阵列光子计数器(14)和夏克‑哈特曼波前传感器(15)的信号同步采集；复振幅拼接和图像处理计算机(17)利用夏克‑哈特曼波前传感器(15)孔径测量的瞳面相位分布矩阵和阵列光子计数器(14)测量的瞳面振幅分布矩阵，重建波前复振幅分布，利用连续多帧图像复振幅信息的相关性，得到一个在沿目标运动方向上的多帧大复振幅面，进而计算像面光场分布，从而完成卡塞格林天文望远镜系统(1)瞳面复振幅的测量、多帧复振幅信息的拼接，最终获得超过系统理论极限分辨率的超分辨率图像相邻帧复振幅匹配与拼接。