基于夏克-哈特曼传感器的星载望远镜波前测量技术研究

TH743%O439; 精确的测量和控制星载望远镜的波前像差是实现高效空间引力波探测的关键.本文提出了一种基于夏克-哈特曼波前传感器原理的星载望远镜波前像差测量方法,该方法采用经过频域阈值去噪处理后的频域上的互相关算法,使用子孔径数20×16、微透镜尺寸0.279 mm×0.279 mm、焦距34 mm的夏克-哈特曼波前传感器对算法的测量精确度进行验证.对实际点源图像生成已知RMS离焦值(0,0.22,0.44,0.66 nm),从而产生具有偏移量的点源图像.使用模式法进行波前复原后,计算复原波面和残余波面的RMS值,用于比较频域上的互相关算法和传统质心算法的测量精度.结果显示,随着实际离焦值...

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Published in光电工程 Vol. 50; no. 11; pp. 73 - 84
Main Authors 位希雅, 宋奇林, 杨金生, 张兰强, 李杨, 黄林海, 顾乃庭, 饶长辉
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209 2023
中国科学院大学,北京 100049
中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100049%中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
中国科学院大学,北京 100049%中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
Subjects
空间引力波探测
wavefront aberration
相关算法
space gravitational wave detection
correlation algorithms
波前像差
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ISSN1003-501X
DOI10.12086/oee.2023.230215

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Summary:TH743%O439; 精确的测量和控制星载望远镜的波前像差是实现高效空间引力波探测的关键.本文提出了一种基于夏克-哈特曼波前传感器原理的星载望远镜波前像差测量方法,该方法采用经过频域阈值去噪处理后的频域上的互相关算法,使用子孔径数20×16、微透镜尺寸0.279 mm×0.279 mm、焦距34 mm的夏克-哈特曼波前传感器对算法的测量精确度进行验证.对实际点源图像生成已知RMS离焦值(0,0.22,0.44,0.66 nm),从而产生具有偏移量的点源图像.使用模式法进行波前复原后,计算复原波面和残余波面的RMS值,用于比较频域上的互相关算法和传统质心算法的测量精度.结果显示,随着实际离焦值的增加,质心算法的测量误差呈现上升趋势,分别为 0.0966 nm,0.1378 nm,0.1284 nm和0.1463 nm.频域互相关算法可以使夏克-哈特曼波前像差均方根(RMS)误差分别减少13%,7%,18%和14%,为空间引力波星载望远镜地面波前像差的高精度测试提供了重要参考.
ISSN:1003-501X
DOI:10.12086/oee.2023.230215