1 中国科学院光电技术研究所光束控制重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
如何检测光学元件的偏心和倾斜误差是离轴望远镜系统装调中的一个关键问题。针对这一问题，提出了一种二阶灵敏度矩阵法。在偏心范围为（-3 mm，3 mm）和倾斜范围为（-3 mrad，3 mrad）时，绘制了Zernike系数与失调误差的关系曲线，该曲线与数据间的拟合优度都大于0.99，并求解出两个灵敏度矩阵，依据矩阵进行仿真实验，结果表明， x， y轴的均方根值分别为0.0023 mm 和 0.0043 mm，倾斜均方根值分别为0.0177 mrad和0.0031 mrad。仿真实验验证，与传统的灵敏度矩阵法相比，该方法具有更高的精度。
成像系统 离轴望远镜 失调误差 泽尼克系数 二阶灵敏度矩阵 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0811002
方国明 1,2,3,**彭起 1,2,*马浩统 1,2乔山 1,2,3[ ... ]董理 1,2,3
1 中国科学院光束控制重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
相位调制器是相干合成孔径望远镜中光束合成机构的关键部件,精确测量相位调制器的运动信息是相位调制器控制的核心技术之一。提出了基于平面法线向量的三自由度(俯仰角、方位角和轴向位移)测量方法,基于法线向量的变化解算角度和位移信息,并对所提方法进行详细描述,分析了影响测量精度的因素。实验结果表明:旋转角α和γ的转动范围分别为0~0.44 mrad和0~0.28 mrad,位移移动范围为0~3 μm;在测量范围内,角度误差小于3.3 μrad,位移误差小于50 nm。所提方法具有结构简单、测量精度高等优势,可广泛应用于相位调制器等的三自由度测量中。
测量 精密测量 三自由度 法线向量 误差分析 数值仿真 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 111201
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
随着望远镜口径的增大, 主镜热惯性增大, 主镜温度相对于环境温度的滞后性引起反射面热边界层形成热湍流波动, 严重影响望远镜成像质量。介绍了一种基于CFD仿真和光程差累积的计算方法评估主镜反射面热边界层的湍流波动对成像质量的影响。以3.0 m口径的主镜为例, 仿真计算了自然对流下和强迫对流下不同温升的反射面热边界层分布, 将热边界层的流场参数转化成折射率场分布, 采用光程差累积法得到反射面热边界层的成像质量。结果可以定量地描述反射面热边界层对成像质量的影响; 验证了现有天文观测要求主镜反射面与环境温差小于±2 K的合理性; 同时证明了主镜反射面热控措施使得强迫对流下的光程差比自然对流下的下降了一个数量级, 显著提高了主镜视宁度, 进一步表明反射面热控措施对改善成像质量具有重要意义。
大口径望远镜 热边界层 湍流波动 主镜视宁度 成像质量 large-aperture telescope thermal boundary layer turbulence fluctuation primary mirror seeing image quality 红外与激光工程
2018, 47(12): 1218005
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Key Laboratory of Optical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 10039, China
4 The College of Opto-electric Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
In this Letter, we report a Golay3 sparse-aperture telescope newly built in the Key Laboratory of Optical Engineering, Chinese Academy of Sciences and present the experimental results of enhanced resolution. The telescope consisting of 3 collector telescopes of 127 mm diameter can achieve a theoretical resolution corresponding to a monolithic aperture of 245 mm diameter. It is shown by the experimental results that the resolution is improved to 3.33 μrad with respect to the diffraction limit of 6.07 μrad for a single aperture using the Rayleigh criteria at 632 nm. The compact optical configuration and cophasing approach are also described.
110.1758 Computational imaging 110.0110 Imaging systems 100.6640 Superresolution Chinese Optics Letters
2017, 15(4): 041101
1 中国科学院 光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院 光束控制重点实验室, 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100039
针对大口径望远镜主镜在环境温度变化和太阳辐照变化引起的温度场变化进行了理论分析,根据圆柱坐标下设立的非稳态热传导方程和边界条件,利用分离变量法和格林函数法求解了主镜的温度场分布。为了验证求解的有效性,利用求得的温度场解析式和有限元软件分别分析了2.8 m口径望远镜实心主镜,反射面径向温度分布具有良好的一致性。表明该理论解析式能够较好地反映主镜反射面的温度场分布。将轻量化主镜进行无筋板的薄型镜热模型等效,并分别对两种镜子的温度场进行仿真计算,以此验证等效模型的正确性。轻量化主镜温度场的等效理论计算结果在主镜的早期设计研究阶段具有良好的参考价值。
大口径望远镜 轻量化主镜 非稳态导热 温度场 large-aperture telescope lightweighted mirror unsteady heat conduction temperature distribution 强激光与粒子束
2017, 29(6): 061001
