拼接镜主动光学共焦实验

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共焦测量实验

共焦测量实验
摘要：共焦成像具有很高的纵向分辨率，可利用其离焦信号精确测定表面的三维成像，重构出表面形貌。通过利用共焦成像原理测定了样品铁片的平整度的具体实验，分析激光共焦测量的测量方法与应用场合。
一、激光反射式共焦测量基本原理
实验原理如图1所示。点光源位于准直物镜的焦点上，所发出的光被准直成平行光后，经分光镜反射至共焦透镜，照射在样品上。当样品恰好位于共焦透镜的焦平面上时入射光恢复成平行光原路返回，通过分光镜和成像透镜后，在成像透镜的焦点上成点光源的第二次像，这就称为反射式共焦成像。
3.什么叫层析性？为什么三维共焦成像具有层析性？
答：层析性就是通过共焦测量系统对被测物体表面进行扫描。以焦平面为参考平面，具有同一离焦量的物点在观察屏的相应位置具有同样的光强，整个物平面在成像透镜后所成的像是一系列亮度不同的光圈。当光源、样品和CCD处于彼此共轭的位置上，CCD接收到的反射光最多。当试样稍微沿轴向偏离共焦透镜的焦平面时，反射光在CCD的前面或后面聚焦，部分光被光阑遮挡，使探测器接收到的反射光迅速减弱，这就造成三维共焦成像具有层析性。
离焦量d/mm
11.00
0.10
145.7
0.12610.99 Nhomakorabea0.09
140.5
0.114
10.98
0.08
144.95
0.124
10.97
0.07
145.45
0.125
10.96
0.06
148.05
0.131
10.95
0.05
149.35
0.134
10.94
0.04
151.22
0.138
10.93
将探测器设置在成像透镜焦平面上,如图1(A)中所示，当样品稍微偏离共焦透镜焦平面时，像成在接收器前或后，探测器上光斑半径会灵敏的随之变化，偏离距离越大，光斑半径越大。本实验利用上述原理进行测量。

拼接主镜共相位检测的若干技术方法简述

拼接主镜共相位检测的若干技术方法简述望远镜拼接主镜的共相性好坏对于望远镜角分辨率能力大小有很大的影响。

共相性好坏可以用共相失调误差衡量，其中主要包括子镜单元之间的法向位移误差（piston ）、倾斜误差（tip 、tilt ）等。

研究表明，如果子镜单元之间的piston 误差在观测中心波长λ的1/20量级左右,那么望远镜角分辨率约等于D1.22λ，D 为拼接主镜的通光口径；如果piston 误差大到λ量级，则望远镜角分辨率下降到d 1.22λ，d 为子镜单元直径。

对于Keck 望远镜这样由36块1.8米子镜拼接成10米主镜口径而言，角分辨率大小之差会有5倍多。

如果共相误差很大，即使有自适应光学系统，也不能使望远镜成像接近衍射极限。

所以为了保证望远镜拼接主镜面的共相精度或者实现拼接主镜面的主动光学控制，就需要首先精确地测量各子镜之间的共相失调误差。

对于 piston 误差而言，测量精度应该在30～40纳米以内。

目前国内外一些拼接主镜面型望远镜采用的piston 误差检测方法主要有衍射法、相位非连续检测法、干涉法、相位差法等。

这些方法各有各的优缺点，本文将结合在望远镜上的应用实例做一些介绍。

1. 衍射法（Diffraction ）该方法起源于夏克-哈特曼波前检测方法。

首先让准直光（星光）入射到拼接主镜面（入瞳），经反射会聚后再通过缩放透镜，按一定尺度缩小成直径较小的准直光束。

在与入瞳共轭的位置处放置微透镜阵列，让每个微透镜对准每两个相邻子镜单元拼接区域上的中心圆域，接收来自那里的准直光，最后在CCD 阵列面上形成衍射圆光斑阵列（因此微透镜数量等于六边形子镜单元拼接的邻边数，圆域中心就是邻边中点），见图1。

图 1衍射圆光斑实质上代表了两个相邻子镜单元的点扩展函数（PSF ）分布。

随者piston 逐渐增加，PSF 的峰值会产生空间的偏移和强度变化。

根据光矢量的相位Φ与piston 误差值δ（波前光程差等于2δ）的关系表达式：δλπ22i e =Φ，由两个相邻子镜单元之间的piston误差引起的两者相位差必然是一个以波长为周期的函数。

干涉系统在拼接主镜共相位检测上的应用

第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月、，r01．36Sup pl em ent I nnj ar cd and Las er Engi nee血g J un．2007干涉系统在拼接主镜共相位检测上的应用宋贺伦1，一，鲜浩1，姜文汉1，王胜千1’2(1．中国科学院光电技术研究所四川成都610209；2．中国科学院研究生院北京100039)摘要：由拼接镜面实现的大口径望远镜主镜，需要对拼接子镜进行精确校正来实现子镜间的共面，使得望远镜取得接近其衍射极限的光学成像质量，子镜之间的垂向位移误差需要被校正到入射光波长的几分之一(<100nm)。

为实现此目标，在基于大口径迈克逊干涉原理的基础上设计了一套子镜间相位误差检测系统。

该检测系统的创新性在于激光光源与白光光源同时应用，以对拼接主镜子镜间位置误差进行检测，检测的不确定度为5～6nm，检测范围为30～40l J m，最后对该干涉检测系统的光学系统的设计进行分析，仿真出基于该检测系统的理论干涉图形，并得出较好的测试结果。

关键词：干涉检测系统；拼接主镜；相位误差检测中图分类号：T N21，27文献标识码：A文章编号：1007．2276(2007)增(激光)．0228．04A ppl i c at i on0f粕i nt em r om et r i c s ys t em a s phasi ng t he s egm ent ed pr i m ar y m i r r or s of t he hi gh-aper t ur e t el es copeSO N G H e．1unL2，ⅪA N H a01，J认N G W色n-ha I l l，W A N G Sheng—qi姐1'2(1．Insti tu曲n ofoptics＆Ek：咖ics，(=hine∞A cadem y of sciences，C hengdu610209，C hi】嗡2．G删1uate School of al i ne∞A ca dcm y o f s ci衄∞s，B蜘ing100039，ad嘲A bs t r act：O pt i cal syst em s w i t h se gm ent ed m曲∞r s r equi re pre ci se coal i gnm ent of m ei r s egI ne nt s t oac I l i eV e m e des i r ed f ul l near-di f f}a ct i on—l i I I l i t per fo珊ance．The s egm ent V eni cal I I li s“i gm nent(pi s ton er r or s)bet w een t I le i ndi V i dual segm ent s m ust be r edu ced t o a s m al l f hct i on of t ll e w avel engm(<100nm)ofi ncom i ng l i ght．W b haV e cons i der ed a Jl i nt e rf色r om et ri c pi s t on e玎or I ne as ur em em sys t em bas ed on al l i gh—a per nl r e M i c hel s on i nt e]r|陆rom et e r l ayo ut f orac cor r l pl i sl l i ng s uch obj ect i V es．The i nn oV at i oni n仃o duced i n m e opt i ca l des i gn of t Il e i nt er l．erom et e r i s t l le s i m ul t aneous us e of bot h m onocI玳)m at i c狮d w l l i t e—l i ght s ourc e s t h at al l o w s t ll e syst em t o r r l ea sur e m e pi s t on er r o r w i t l l aI l uncen ai nt y of5～6nm i Il 30～40pm啪ge．si Inul胁eousl y a det ai l ed des cr i pt i o n about t he o叫cal s ys t em l ayo ut and t ll e t l l eor e位i nt el ferog伽s al l d t l le bet t e r t e st i ng r e sul t got t en．K ey w onl s：I I l t er f er om et r i c r r leasu咖g syst锄；I，h勰iI lg；Se孕∞nt ed m i n粥O引言当今世界许多新型的地基或空间望远镜主镜，几乎都在计划或正在采用主镜镜面拼接技术来实现大口径望远镜主镜的构建，用以提升其光学性能。

天文望远镜的历史与展望——兼论清华宽视场巡天望远镜(MUST)

一个世纪的天文观测不仅使人类对宇宙的认识在空间和时间尺度上取得了前所未有的进步，同时也极
大地推动了其他自然科学以及高新技术的发展。可以说， •个国家的天文观测设备水平在很大程度上反映了其在材料、光学、机械、精密加工、电控等关键技术领域的整体水平。迄今为止，取得重大突破的观测项目无一不是由欧、美、日等天文强国所主导，其主要原因是这些国家掌握了最尖端的望远镜和观测仪器的建造技术。
天文学已进入多信使、海量数据、大科学 T .程的时代，人类对宇宙的观测和理解在深度、广度
和时域维度上都将实现跨越式发展，有望发现宇宙的全新规律。该文冋顾了数百年望远镜的发
天文学、天体物理学是自然科学中跨越时空尺度最大的学科。4 0 0 多年前望远镜的发明改变了人类的世界观和宇宙观，引发了第一次工业革命。在新f •年，天文学由于大望远镜、大巡天计划的不断涌现跨人了大数据的黄金时期。近 1 0 年来，欧、美、日主导的天文发现已有5 次荣获了诺贝尔物理学奖，占比高达5 0 % 。天文学家发现了微波背景辐射，奠定了大爆炸宇宙论，改变了人类最基本的宇宙观；暗能量、暗物质本质至今悬而未决，成为自然科学最基本的问题；系外行星的发现也让我们重新审视人类与宇宙的关系：我们是否孤独？所有这些问题的回答必将使自然科学产生一次新的革命。
测和相关技术领域达到国际一流或领先水平。此外，M U S T 将带动先进光学、精密机械、高性

拼接镜主动光学共相实验

Ｃｈｎｓａｅ／Ｓｉｎｅ，ａｇｈｎ１０３，ｉａ；ｉｅｅＡｃｄｍｙｏｃｅｃｓＣｈｎｃｕ３０３Ｃｈｎ
２ＧｒｄｕｔＵｎｖｒｉｙｏｉｅｅＡｃｄｍｙｏｃｅｃｓＢｅｊｎ００９Ｃｈｎ）．ａａｅｉｅｓｔｆＣｈｎｓａｅｆＳｉｎｅ，ｉｉｇ１０３，ｉａ
文献标识码：Ａｄｉ１．７８ＯＰ２１１０．５Ｏｏ：０３８／Ｅ．００８７１２
中图分类号：ＴＨ７１ＴＨ７３５；０
Ｃｏ‘ ａｅｅｐｒｍｅｆａｔｖｐｔｃｏｅｍｅｔｄ。ｉｒｒ ‘ ｐｈｓｘｅｉｎｔｏｃｉｅｏｉｓｆｒｓｇｎｅ－ｒｏｓｍ
ｐｓｉｆｒｎｃｅｗｅｎｔＷＯｅｍｅｔｄｍｉｒｒ．Ｔｈｅｍｅｅｅｅｃｐｓｏｎｉｔｆｔｅｈａｅｄｆｅｅｅｂｔｅｈｅｔｓｇｎｅｒｏｓｅｓｇｎｔｄｔｌｓｏｅｉｃｓｓｓｏｈｒｅｈｘｇｎａｅｍｅｓｗｉｈｔｉｅｌｎｔｆ３０ｍｎｈｅｒｄｕｓｏｕｖｔｒｆ２００ｍｍ．Ｆｉｓｌｅａｏｌｓｇｎｔｔｈｅｓｄｅｇｈｓｏ０ｍａｄｔａｉｆｃｒａｕｅｏ０ｒｔｙ，
第１卷８
第７期
光学精密工程
ＯｐｉｓａｎｅｉｉｎＥｎｎｅｉｇｔｃｄＰｒｃｓｏｇｉｅｒｎＶｏ．８Ｎｏ７源自１．２１００年７月

主动光学的原理

主动光学的原理
主动光学原理主要是通过主动改变镜片形状，克服由于重力、温度和风力造成的镜面本身形变对成像带来的影响，使成像更加清晰。

例如，LAMOST的MA和MB主镜分别是由24块和37块六边形的小镜子拼接而成的。

研发团队在每一块镜片的后面设计安装了促动器，这些促动器的作用除了承载镜面的重量外，更重要的是调整镜面的形状。

主动光学技术可以通过计算机的算法对小镜片实现千分之一毫米级的实时调整，使小镜子可以根据观测需求变形，并使各个小镜子共焦，上千个力促动器实时控制组成MA的各个小镜子，以便达到要求的形状，让成像更加清晰。

拼接望远镜中分块主镜曲率半径的误差分析

ｃａｎｂｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓｙｓｔｅｍ，ｂｕｔｗａｖｅｆｒｏｎｔａｂｅｒｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｂｙｔｈｅｒａｎｄｏｍｅｒｒｏｒｏｆ
２．ＳｃｈｏｏｌｆＯｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎＳｃｉｅｎｃｅｓ＆ＴｅｃｈｎｏｌｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ；
３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＯｎＡｄａｐｔｉｖｅＯｐｔｉｃｓ，ＣＡＳ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０２０９，Ｃｈｉｎａ；
４．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＣｏｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｊｉ＇ｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ）
ｂｕｉｌｔ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｕｒｖａｔｕｒｅｒａｄｉｕｓｅｒｒｏｒｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｍｉｒｒｏｒｓｏｆｓｅｇｍｅｎｔｅｄｐｒｉｍａｒｙｍｉｒｏｒａｎｄｔｈｅｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｅｇｍｅｎｔｅｄｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓｙｓｔｅｍａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｓｍｏｎｏｌｉｐｈｉｃｐｒｉｍａｒｙｍｉｒｏｒ，ｔｈｅｅｒｏｒｏｆｃｕｒｖａｔｕｒｅｒａｄｉｕｓｐｒｉｍａｙｒ

共聚焦实验原理

共聚焦实验原理咱先得知道啥是共聚焦显微镜。

这共聚焦显微镜呀，就像是一个超级侦探，专门去探寻微观世界里细胞那些小秘密的。

它可不像普通显微镜那样“大大咧咧”地看东西哦。

普通显微镜就像是我们用肉眼大概扫视一个场景，看到的是一片笼统的景象。

而共聚焦显微镜呢，它就特别“较真”，它只想精确地看到它感兴趣的那一点点地方。

共聚焦显微镜有个很厉害的本事，就是它能够把焦点定在样本的一个特定平面上。

想象一下啊，细胞就像是一座多层的小公寓，普通显微镜看的时候就像是从外面看整个公寓楼，模模糊糊的啥都有。

但是共聚焦显微镜呢，它能直接定位到某一层，然后清清楚楚地看到这一层的布置。

它是怎么做到的呢？这就涉及到它的光路系统啦。

它的光源发出来的光，就像是一群勤劳的小信使。

这些小信使朝着样本冲过去。

当光到达样本的时候，样本里那些被标记的东西，就像是被点亮的小彩灯一样，开始闪闪发光。

不过呢，这里面还有个筛选的过程。

共聚焦显微镜有个小孔，这个小孔就像是一个很严格的门卫。

只有从我们聚焦的那个平面发出来的光，才能顺利地通过这个小孔被探测器检测到。

其他平面发出来的光呢，就被这个“门卫”给拦住啦，根本进不去。

这就保证了我们看到的图像是来自于特定平面的，超级清晰，没有那些乱七八糟的干扰。

再说说这个标记的事儿。

我们想要看到细胞里的某些结构或者分子，就得给它们做个标记，就像给小朋友们在人群里系上不同颜色的小丝带一样。

我们可以用一些荧光染料或者荧光蛋白来标记。

这些标记物就像是给细胞里的东西穿上了彩色的小衣服。

当共聚焦显微镜的光照过来的时候，它们就会发出特定颜色的光。

这样我们就能区分细胞里不同的结构啦。

比如说，细胞核可能被标记成蓝色的，线粒体被标记成红色的，那我们看图像的时候，就一目了然，蓝色的小点点是细胞核，红色的小条条是线粒体，就像在看一幅色彩斑斓的小画一样。

而且哦，共聚焦显微镜还能一层一层地扫描细胞。

就像我们一层一层地揭开小公寓的楼层秘密一样。

它可以从细胞的最上面开始，一点点地往下扫描，然后把这些不同平面的图像组合起来，就像是把小公寓每一层的平面图拼在一起，最后我们就能得到一个细胞的三维结构图像啦。

拼接式反射镜共焦误差检测

拼接式反射镜共焦误差检测郑彬;陈永和;傅雨田【摘要】基于传统的夏克-哈特曼波前传感技术,针对实验室现阶段所拥有的合成孔径望远镜系统设计了一套共焦检测系统,用于对合成孔径系统的拼接主镜进行倾斜量误差检测.由于受实验平台振动和实验环境气流扰动等因素的影响,导致检测系统的夏克-哈特曼光斑质心阵列做无规则的抖动,检测系统难以实现高精度共焦.针对该问题提出采用连续帧频数据采样叠加滤波处理的方法来克服实验环境因素的影响;将采集的连续帧频数据逐帧处理,相互叠加,分析光斑质心分布规律,通过构建光斑分布图样最小外接矩形获取光斑质心位置,从而有效的提高了共焦检测系统的准确度.实验表明中心镜沿x与y方向的倾斜量误差数据的标准差分别从0.029 7与0.009 2降到了6.0×10-5与5.1614×10-4.最终光斑质心数据的稳定性得到了不止一个量级的提升,良好的克服了因实验环境因素导致检测系统精度损失的问题,同时也验证了共焦检测系统方案的可行性.%Based on the traditional Shack-Hartmann wavefront sensing technology, a co-focus error detection system has been designed for the synthetic aperture system, which is used to detect the tilt error of the segmented primary mirror of the synthetic aperture system.Because of the vibration of the experimental platform and the disturbance of the air flow in the experimental environment, the centroid of mass of the Shack-Hartmann spots array makes irregular jitter which results in the co-focus error detection system not meeting the high-accuracy requirement.In order to solve this problem, amethod of continuous frame rate data sampling and image processing is proposed to overcome the influence of environment.The collected video data isprocessed frame by frame and superimposed on each other to analyze the distribution law of the centroid of mass of the spots array.The minimum circumscribed rectangle of the spots map is constructed to obtain the position of the centroid of the spots, which greatly improves the detection accuracy of the co-focus error detection system.Experiments show that the standard deviations of the tilt error data along the Xand Ydirections of the central mirror were reduced from 0.029 7 and 0.009 2 to 6.0×10-5 and 5.1614×10-4, respectively.Finally, the stability of the data of the spot centroid has been increased more than one magnitude, which greatly overcomes the problem of loss of precision of the detection system that is caused by environmental factors.In the meantime, the feasibility of the co-focus error detection system is verified.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2019(027)001【总页数】8页(P26-33)【关键词】光学检测;共焦误差检测;拼接镜面;合成孔径系统【作者】郑彬;陈永和;傅雨田【作者单位】中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083;中国科学院大学, 北京 100049;中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083【正文语种】中文【中图分类】TH751;TP391.411 引言望远镜系统的空间分辨力与系统的口径成正比[1]。

Chapter 6 拼接镜面共相系统

OR* R F
1
SF F
I H R， 6.1.3
上式中仅包含物光的相位，因此，所需相位可以根据下式提取
* x, y arg OR R
其中，arg 表示提取相位。相位对应的光程差(折射率为1时，对应高度差)
z x, y
为
1 1 2 z x, y 1 2 2 z x, y
(6.1.5)
syn
syn
12 1 2
为λ1和λ2的合成波长，z为高度差。
Chapter 6 拼接镜面共相系统
6.1 数字全息技术测量相位的基本原理
双波长数字全息技术测量相位的基本原理例如图所示为两个波长下和其合成波长的测量范围。如果分别用波长为1 μm和1.5 μm的光测量物体的相位，其量程分别为0.5 μm和0.75 μm，如果用它们的合成波长3 μm测量，其量程为1.5 μm，如图所示。

Chapter 6 拼接镜面共相系统
6.3 共相技术及共相的数字实验结果
共相技术利用数字全息技术实现拼接镜面共相可以分为两个阶段： (B) 平面拟合为了消除噪声和数值误差，对每一块拼接镜面的子镜选取中心部分，对中心部分的相位取平均，可以得到每一块子镜的平移相位，然后将平移相位带入下式，对选中的平面进行平面拟合
Chapter 6 拼接镜面共相系统
6.3 共相技术及共相数字实验结果
共相数字实验结果镜面S1共相之后的残差如图所示。PV值为0.088 um，RMS值为 9.75×10-3 um。

Chapter 6 拼接镜面共相系统
6.3 共相技术及共相数字实验结果

共相数字实验结果镜面S1共相前后的成像质量。

光学系统的自动调焦方法

光学系统的自动调焦方法沈阳航空航天大学摘要自动调焦技术已经广泛应用于各种精密仪器中,常见的调焦方法根据其判别准则来源于物方还是像方,可分为主动法和被动`法,主动法是指吝种方式的物距检测;被动法则是像质评价。

被动法中的以数字图像处理作为调焦检测函数的方法,具有算法灵活多变、控制容易实现等优点。

采用图像处理法实现自动调焦的一个关键问题就在于图像清晰度评价函数的选取。

理想的评价函数要求:无偏性、单峰性能反映离焦的极性、对噪声敏感度低等,通常为提高效率,还希望计算量尽可能的小。

文章简要列举了常见的一些自动调焦方法。

关键词自动调焦智能调焦聚焦数字图像处理1引言在光学系统中,镜头对一定距离的目标成像有一个最佳像面位置,这个位置通常满足物像共扼关系,称为聚焦(Fouc)s;偏离了这个位置,将导致系统离焦(Deofuc)s,造成图像质量下降、成像模糊。

光学系统的相对孔径越大,离焦表现的效果越明显。

离焦会直接影响后续的信息提取和处理工作。

调整光学系统由离焦到聚焦的过程称为调焦。

能否准确快速调焦对于一个光学系统是非常重要的。

传统的手动调焦依靠人的目测和手调,耗时长,可重复性小,调整精度受人员主观影响较大。

20世纪70年代后,微电子技术.的突破、大规模集成电路和中央处理器的出现,使调焦开始由过去的目测和手调成为完全的自动控制,随着自动化水平不断提高,自动调焦技术也日臻完善,应用范围不断扩大,在自动化、高精度、高稳定性等方面都取得了很大进展,现已广泛应用照相机、摄像机、显微镜、扫描仪等各种精密仪器中。

2离焦的描述几何光学认为,平行光发出的光线经过理`想的光学系统,全部汇聚在焦平面上一点,而在离焦位置上(设占为离焦量)呈现弥散斑,弥散斑的形状与光学孔径形状相似。

以最常见的圆形孔径为例,图1中f为透镜焦距,D为透镜通光孔径,平行于光轴的光线经透镜在焦平面上汇聚成一点,如果探测器平面偏离焦平面,则得到一直径为d的弥散圆,其中d与偏移量占和通光孔径D成正比、与焦距f成反比。

傅里叶望远镜外场实验系统拼接主镜

傅里叶望远镜外场实验系统拼接主镜
陈宝刚;董磊;林旭东
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2011(40)1
【摘要】提出了傅里叶望远镜外场实验系统拼接主镜支撑结构,详细介绍了各组件施工及安装过程.该主镜由61块六边形球面子镜拼接而成,高6 m,宽5.5 m,是我国目前用于望远镜系统中能量接收面积最大的拼接主镜.子镜采用模块化设计,互换性好且均可实现3个自由度的精密调整.支撑桁架采用分体结构设计,便于拆装和运输;地基采用混凝土浇筑预埋型钢构件,各分体组件由螺栓与地基联接为一个整体,保证结构整体刚度的同时,也满足系统对温度的适应性.通过实验验证:该主镜支撑结构稳定性优于0.075 mrad,子镜指向调整准确度优于0.05 mrad,对已安装的8块子镜进行共焦试验,光斑质心重合准确度小于20 mm,满足外场实验对拼接主镜的技术要求.
【总页数】5页(P87-91)
【关键词】傅里叶望远镜;拼接镜;主镜支撑;子镜模块
【作者】陈宝刚;董磊;林旭东
【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TH754
【相关文献】
1.基于全相位谱分析的傅里叶望远镜外场实验数据处理 [J], 于树海;王建立;董磊;刘欣悦
2.傅里叶望远镜外场实验聚光镜子镜支撑模块的设计 [J], 陈宝刚;张景旭;杨飞;董磊;王富国
3.傅里叶望远镜光学系统装调及外场成像实验 [J], 陈宝刚;董磊;刘欣悦;明名;吴小霞
4.傅里叶望远镜大气湍流模拟实验 [J], 曾志红;罗秀娟;王保峰;夏爱利;程志远;司庆丹
5.傅里叶望远镜外场实验与结果分析 [J], 董磊;刘欣悦;陈宝刚;林旭东;卫沛峰
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展开式拼接望远镜粗共焦共相调整系统设计

展开式拼接望远镜粗共焦共相调整系统设计齐荔荔;王刚;武国梁;王磊【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2016(043)007【摘要】为实现展开式拼接望远镜粗共焦共位相的调整，本文采用三块子镜拼接的方式进行主镜面形的调整。

首先由步进电机和直线电机实现宏动范围(微米量级)内动态子镜的展开，然后由压电促动器进行微动范围(纳米量级)的调整。

由三组压电促动器构成的三自由度调整平台可实现对子镜倾斜误差和活塞误差的精密调整。

经试验验证，三自由度调整平台对反射镜调整后的误差小于0.5″；利用ZYGO干涉仪对三子镜光学系统进行共焦检测，测试结果显示三块子镜达到了共焦调整的目的。

拼接式望远镜粗共焦共位相的调整为进一步面形误差补偿，最终实现精共焦共位相提供了一定的技术基础。

%In order to achieve the deployable and segmented telescope’s coarse co-phase of the focus, this paper will take three segment mirrors to adjust the primary mirror surface. Firstly, a stepper motor and a linear motor implement to deploy the dynamic mirror within macro scale, i.e.μm magnitude. Secondly, piezoelectric actuator achieves the micro adjustment, i.e. nm magnitude. A three-degree of freedom platform made of three piezoelectric actuators can precisely adjust the segment mirrors’ tilt error a nd piston error. The test result shows that the flat mirror’s surface error is less than 0.5″by the three-degree of freedom platform adjustment. Testing the three segment mirrors optical system by the ZYGO interferometer, the result showed thatit realized the confocal adjustment. This method for the segmented telescope’s coarse co-phase of the focus adjustment can be used for further surface error compensation to achieve fine co-phase of the focus.【总页数】8页(P52-58,66)【作者】齐荔荔;王刚;武国梁;王磊【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033【正文语种】中文【中图分类】TH751【相关文献】1.基于展开式望远镜的次镜调整结构设计 [J], 于夫男;王刚;许博谦;王磊2.基于色散干涉图像的拼接望远镜共相零位标定方法研究∗ [J], 颜召军;陈欣扬;郑立新;丁媛媛;朱能鸿3.基于宽光谱条纹对比度的菲索型光干涉望远镜共相检测与控制方法 [J], 王蓓;陈欣扬;郑立新;李可新;颜召军4.拼接镜新型粗共相检测方法 [J],5.四棱锥传感器在空间光干涉望远镜共相中的应用 [J], 颜召军;郑立新;王超燕;蔡建清;陈欣扬;周丹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

组合镜实验报告

组合镜实验报告组合镜实验报告引言组合镜是由凸透镜和凹透镜组合而成的光学仪器，它在生活中有着广泛的应用。

本实验旨在通过组合镜实验，探究光线在不同类型组合镜中的传播规律，进一步了解光学原理。

实验材料与方法实验所需材料有凸透镜、凹透镜、光源、白纸、直尺、铅笔等。

实验步骤如下：1. 将凸透镜和凹透镜依次放置在平滑的桌面上，确保两者之间的距离适当。

2. 将光源放在透镜的一侧，使其光线通过透镜射向对面的白纸上。

3. 在白纸上标记出光线的入射点和透镜的位置。

4. 移动白纸，观察光线在透镜上的折射情况，并记录下来。

5. 改变透镜的位置和方向，重复步骤4，观察并记录光线的变化。

实验结果与讨论在实验中，我们观察到了凸透镜和凹透镜对光线的不同作用。

凸透镜当光线垂直射向凸透镜时，我们观察到光线会向透镜的中心聚焦，形成一个实像。

实像的大小与物体的距离和透镜的焦距有关。

当物体距离凸透镜的距离大于焦距时，实像会放大；当物体距离凸透镜的距离小于焦距时，实像会缩小。

此外，当光线斜射入凸透镜时，实像会偏离光轴，但仍然会在透镜的另一侧形成。

凹透镜与凸透镜相反，凹透镜会使光线发散。

当光线垂直射向凹透镜时，我们观察到光线会被透镜分散，形成一个虚像。

虚像的大小与物体的距离和透镜的焦距有关。

当物体距离凹透镜的距离大于焦距时，虚像会缩小；当物体距离凹透镜的距离小于焦距时，虚像会放大。

与凸透镜类似，当光线斜射入凹透镜时，虚像会偏离光轴，但仍然会在透镜的另一侧形成。

应用与意义组合镜在现实生活中有着广泛的应用。

例如，在相机的镜头中，通过凸透镜将光线聚焦在感光芯片上，从而形成清晰的图像。

此外，在眼镜、显微镜等光学仪器中，组合镜也发挥着重要的作用。

通过本次实验，我们深入了解了组合镜的原理和特性。

我们发现凸透镜能够聚焦光线，形成实像，而凹透镜则能够使光线发散，形成虚像。

这些现象都是光线在透镜中折射的结果。

了解光学原理对于我们理解和应用光学仪器都具有重要意义。