1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
拼接式望远镜由于主镜加工难度低、运载方便和制造成本低等特点已成为未来大口径望远镜的重要发展方向之一。主动支撑技术的成功应用为拼接式望远镜共焦共相调节提供了充足的保障。针对拼接式望远镜主镜主动支撑系统，本文首先简述了其所涉及的主要技术，之后对具体应用实例进行归纳与分析，最后为拼接式望远镜主镜支撑系统的设计提出建议，对未来拼接式望远镜支撑技术的发展具有一定的参考意义。
光学器件 拼接式望远镜 主动支撑 促动器 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0300006
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
拼接式主镜的设计使超大口径望远镜的构想成为现实。为了研究拼接式望远镜的成像性能，精确分析和量化了拼接式主镜构型、平移误差、倾斜误差对衍射效应的影响，从拼接式光学系统的成像原理出发，基于齐次坐标变换建立了拼接式主镜的光瞳模型，并仿真分析了拼接主镜构型对衍射效应的影响。分析结果表明：对于不同构型的拼接主镜，其衍射效应受拼接主镜的填充因子和孔径间隔共同影响，填充因子越高，孔径间隔越小，系统成像质量越好。以典型的拼接主镜构型为例，分别仿真分析了单个子镜平移误差、倾斜误差和拼接主镜整体平移误差、倾斜误差对衍射效应的影响。分析结果表明：对于单个子镜，平移误差对远场衍射的影响具有周期性；对于拼接主镜整体，当子镜piston误差的均方根值小于0.039λ时，斯特列尔比大于0.95；当子镜tip-tilt误差的均方根值小于0.036λ时，斯特列尔比大于0.95。分析结果为拼接式望远镜的成像性能分析、主镜的构型设计、平移误差和倾斜误差的检测与调整等提供了依据。
拼接式望远镜 衍射效应 主镜构型 piston误差 tip-tilt误差 segmented telescope diffraction effect primary mirror configuration piston error tip-tilt error
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
3 中国科学院大学, 北京 100049
为使拼接式望远镜的分辨率接近等效口径的衍射极限,各子镜必须具有极高的共面精度。针对拼接式望远镜的共相问题,首先,研究了拼接式望远镜光学共相探测中瞳面共相探测技术和焦面共相探测技术的原理。然后,总结了各项光学共相探测技术的优缺点、适用领域以及未来发展趋势。最后,分别为大平移误差、大倾斜误差的探测问题提供了解决方案。
测量与计量 拼接式望远镜 波前探测 平移误差 倾斜误差 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230102
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
光机系统的优化设计具有效率高、迭代周期短等特点,但对复杂光机系统的优化存在收敛难的问题。设计了一种基于拉丁超立方与径向基函数(RBF)神经网络结合的近似优化算法,并将其应用于带有曲率误差调整机构的拼接式望远镜主镜设计中。仿真结果表明,该算法优化后的主镜达到了设计指标,为解决复杂光机系统迭代时间长的问题提供了新思路。
拼接式望远镜 曲率误差 优化设计 光学学报
2020, 40(20): 2022001
1 中国科学院自适应光学重点实验室,成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
通过理论及数值仿真分析拼接式望远镜中子镜的平移误差、倾斜误差和子镜间隙对系统成像质量的影响。理论推导了存在不同误差时拼接式望远镜点扩散函数(PSF)及远场光斑斯特列尔比(S.R,用RS.R 表示)的表达式,建立了三种误差对拼接式望远镜PSF 和远场光斑RS.R 的影响的仿真模型,分析了三种误差分别对拼接式望远镜成像质量的影响。分析结果表明:当子镜存在平移误差时,拼接式望远镜成像质量随着子镜平移误差标准差δ 增加逐渐变差,当δ<λ/20 时,拼接式望远镜远场光斑RS.R>0.9;当子镜存在倾斜误时,拼接式望远镜成像质量随着波前相位均方差(RMS,用erms 表示)增加逐渐变差,当erms<0.3 rad 时,拼接式望远镜远场光斑RS.R>0.9;当子镜间存在间隙时,拼接式望远镜成像质量随着间隙因子w 增大逐渐变差,当w<0.025 时,拼接望远镜远场光斑RS.R>0.9。
拼接式望远镜 点扩散函数 斯特列尔比 成像质量 segmented telescope point-spread-function Strehl ratio image quality
