光子学报
2022, 51(12): 1211001
1 中国科学院云南天文台 天文技术实验室，昆明 650216
2 中国科学院大学，北京 100049
重力和温度作用会导致结构变形从而引起副镜姿态失调、像质变差等问题，如何获取副镜相对主镜的失调量是进行副镜姿态校正的关键环节。以2 m环形太阳望远镜副镜姿态校正系统为例，研究了基于小视场波前像差测量的副镜姿态校正方法。针对偏心和倾斜存在耦合，而在小视场中无法通过多视场的波前像差探测实现解耦的问题，分析了采用正则因子约束低灵敏度失调量和直接约束低灵敏度失调量两种方法的校正效果。提出了正则因子对失调量约束的两种实施方案：基于稳定0点位置的失调量调整和相对位置的失调量调整。根据失调量校正的灵敏度矩阵模型、波前探测系统的测量精度以及六杆机构的执行误差，分别从像质补偿效果、失调量求解精度和累积误差三个方面对不同的校正方法进行了仿真研究。仿真结果表明，以一定的正则因子对失调量基于稳定0点位置进行整体约束的校正方案，失调量的求解和系统的像质改善均能取得较好效果，该方法能够将波面均方根误差从0.495 9λ改善到0.006 2λ，且不会在连续的调整过程中引入较大的累积误差，该方案更适用于基于小视场像差测量的副镜姿态校正系统。
太阳望远镜 副镜校正 像差探测 失调量 耦合 Solar telescope Secondary mirror alignment Aberration detection Misalignment Coupling 郭泰 1,4,5,*戴懿纯 1,4,*杨德华 3王斌 1,4,5金振宇 1,2,4,*
1 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650216
2 云南省应用天文技术工程实验室, 云南 昆明 650216
3 南京航空航天大学, 江苏 南京 211106
4 中国科学院天文大科学研究中心, 北京 100012
5 中国科学院大学, 北京 100049
建立了8 m环形拼接太阳望远镜(8-m-RST)的主镜控制系统的数字控制器模型。通过提取系统模型的频率特性参数,获得了采样周期、相对稳定性、积分增益与控制带宽之间的关系。引入脉动风干扰模型,通过仿真验证了主镜系统在平均风速较低的脉动风扰动影响下的性能。研究结果表明,8-m-RST的主镜控制系统稳定且控制带宽满足0.2 Hz的设计要求,能有效抑制2 m/s平均风速的干扰,对8-m-RST结构设计的改进、倾斜传感器和控制器的设计都有重要的参考价值。
光学设计 主动光学 拼接镜面 中国巨型太阳望远镜 频率特性 系统建模 光学学报
2018, 38(11): 1122001
1 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650216
2 云南省应用天文技术工程实验室, 云南 昆明 650216
3 云南北方驰宏光电有限公司, 云南 昆明 650217
4 中国科学院天文大科学研究中心, 北京 100012
5 中国科学院大学,北京 100049
针对中国巨型太阳望远镜(CGST)的8 m环形太阳望远镜(8m-RST)设计方案,建立了其边缘传感器和光学传感器响应子镜面内位移量的模型,进而分析了子镜面内位移对环形拼接主镜面形保持的影响。考虑了望远镜桁架因望远镜指向和温度改变所引起的子镜面内位移量,发现该位移量会破坏8m-RST的面形保持效果。为解决面内位移对8m-RST面形保持的不利影响,提出了相应的主镜控制模型改进方案。改进方案是:通过在子镜拼缝处加装两组间隙量传感器和一组剪切量传感器,利用增加的探测量估算子镜的面内位移量,进而修正边缘传感器与光学传感器的设定值。当间隙量和剪切量的探测精度优于23 nm时,改进方案可以满足CGST的8m-RST方案的面形保持要求。
光学设计 主动光学 中国巨型太阳望远镜 拼接镜面 系统建模 光学学报
2017, 37(12): 1222002
Author Affiliations
Abstract
Yunnan Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650011, China
The active control of 30-m ring interferometric telescope (RIT) needs edge sensing and tip sensing when its primary mirror is composed by trapezoid-shaped segments, and the imaging performance of the RIT is determined by the accuracy of these two detecting approaches. Considering the detecting accuracy available in current segmented telescope active control systems, the effect of these detecting approaches on the surface error of the RIT primary mirror is calculated from the point of error propagation. The corresponding effect on imaging performance (modulation transfer functions (MTFs) and point spread functions (PSFs) at several typical wavelengths) of the RIT primary mirror is also simulated. The results show that tip sensing is very important for increasing the active control quality of the RIT primary mirror under the present techniques.
望远镜 拼接镜面 主动光学 边缘探测 倾斜探测 120.5050 Phase measurement 110.6770 Telescopes 110.1080 Active or adoptive optics 010.7350 Wave-front sensing Chinese Optics Letters
2009, 7(9): 791
