СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ МНОГОАПЕРТУРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 1995 года по МПК G01S17/32 

Описание патента на изобретение RU2042961C1

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в астрономии для построения когерентных систем из телескопов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ фазирования многоапертурной оптической системы, основанный на приеме регистрируемого интерференционного изображения источника светового излучения и компенсации по результатам анализа разности хода между оптическими пучками от субапертур системы.

Основными недостатками этого способа являются пониженная точность, связанная с реализацией в нем процесса перебора с конечным шагом, и большое время фазирования, обусловленное необходимостью последовательной регистрации, накопления и обработки N распределений интенсивности суммы сфокусированных пучков светового излучения.

В основе способа фазирования по прототипу лежит операция нахождения и максимизации функции разности, опреде- ляемой по регистрируемому изображению.

Однако в процессе максимизации существует вероятность попадания в точку локального максимума, что приводит к неполному фазированию системы, кроме того, по мере приближения к точке максимума чувствительность к изменению подстраиваемой разности хода резко падает, что также приводит к неполному фазированию системы.

Целью изобретения является повышение точности фазирования.

Цель достигается тем, что вначале осуществляют предварительное (грубое) фазирование системы, используя имеющиеся в настоящее время способы (например, один из вышеназванных), т.е. определяют ΔSo начальное значение разности хода оптических пучков от отдельных субапертур системы, регистрируют интерференционное изображение в спектральном диапазоне шириной Δλ ≅ · , где λ средняя длина волны светового излучения, определяют распределение контраста интерференционной картины в изображении, определяют по нему распределение видности интерференционного изображения, формируют значение отношений видности в различных участках интерференционного изображения, определяют по сформированному отношению значение разности хода оптических пучков субапертур системы и осуществляют ее компенсацию.

На чертеже представлена возможная схема осуществления предлагаемого способа.

На чертеже позициями обозначены: принимаемое световое излучение 1, телескопическая система 2, блок 3 сменных светофильтров, устройства 4 изменения разностей хода, система плоских зеркал 5, линза 6, с помощью которой осуществляют фокусировку и суммирование пучков светового излучения, устройство 7 измерения распределения контраста в интерференционной картине, устройство 8 измерения распределения видности в интерференционной картине, устройство 9 формирования отношения значений видности, устройство 10 определения разности хода, блок 11 управления устройствами изменения разности хода.

Способ осуществляют следующим образом.

Двумя телескопическими системами 2, соответствующими субапертурам системы, принимают световое излучение 1. Предварительно фазируют МАС (например, первым из упомянутых способов) с точностью ΔSo, обеспечиваемой выбранным способом грубого фазирования. Каждый световой субпоток пропускается через блок 3 сменных светофильтров с полосой пропускания Δλ ≅ · . Далее световые потоки пропускают через устройства 4 изменения разностей хода и при помощи системы плоских зеркал 5 и фокусирующей линзы 6 суммируют в регистрирующей плоскости устройства 7, с помощью которого измеряют распределение контраста в интерференционной картине. Устройством 8 измерения распределения точности по измеренному контрасту определяют значения видности в различных точках интерференционного изображения и устройством 9 формируют значение отношения видности, по которому устройством 10 находят необходимую для компенсации величину разности хода, и компенсируют ее устройствами 4 изменения разности хода по командам с блока 11 управления.

Эффект от использования предлагаемого способа заключается в повышении точности фазирования при одновременном ускорении процесса фазирования.

Авторами было проведено машинное моделирование процессов фазирования многоапертурной системы по прототипу и предлагаемому способу для конкретной системы интерферометра Майкельсона с параметрами: базовая длина 6 м, диаметр главных зеркал 30 см, средняя длина волны принимаемого светового излучения 5000 мкм, ширина спектрального диапазона 1000 мкм. Для прототипа было получено значение точности фазирования 1,1, а для предлагаемого способа 0,2 λ. Таким образом, повышение точности в фазировании системы составило 5,5 раза.

В прототипе для осуществления процесса фазирования системы необходимо провести не менее 10-20 регистраций интерференционного изображения (циклов), в то время как в предлагаемом способе достаточно всего двух регистраций. Таким образом, выигрыш в ускорении процесса фазирования системы составляет 5-10 раз.

Похожие патенты RU2042961C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ МНОГОАПЕРТУРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 1988
  • Пахомов А.А.
  • Рожков И.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
RU2038628C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ДЕФИГУРИЗАЦИИ МНОГОАПЕРТУРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 1987
  • Бакут П.А.
  • Рожков И.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
RU2093871C1
СПОСОБ ФИГУРАЦИИ МНОГОАПЕРТУРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 1988
  • Бакут П.А.
  • Миловзоров В.В.
  • Рожков И.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
RU2085992C1
СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ МНОГОАПЕРТУРНОЙ СИСТЕМЫ 1983
  • Бакут П.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
  • Устинов Н.Д.
RU2030764C1
СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ НАЗЕМНОЙ МНОГОАПЕРТУРНОЙ СИСТЕМЫ 1984
  • Бакут П.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
  • Устинов Н.Д.
RU2037165C1
СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ МНОГОАПЕРТУРНОЙ СИСТЕМЫ 1985
  • Бакут П.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
  • Устинов Н.Д.
RU2042966C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА 1988
  • Бакут П.А.
  • Миловзоров В.В.
  • Пахомов А.А.
  • Рожков И.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
RU2062501C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СВЕТОВЫХ ПУЧКОВ ДЛЯ СИСТЕМ ОТКРЫТОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ 2001
  • Васильев В.П.
  • Васильев М.В.
  • Лещев А.А.
  • Рагульский В.В.
  • Сидорович В.Г.
RU2214058C2
ФАЗОВО-ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ МОДУЛЬ 2013
  • Вишняков Геннадий Николаевич
  • Сухенко Евгений Пантелеевич
  • Левин Геннадий Генрихович
  • Беляков Владимир Константинович
  • Латушко Михаил Иванович
RU2539747C1
СТАТИЧЕСКИЙ ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТР 2010
  • Белаш Александр Олегович
  • Богачев Дмитрий Львович
  • Сениченков Василий Андреевич
  • Строганов Александр Анатольевич
RU2436038C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 042 961 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ МНОГОАПЕРТУРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Использование: в оптическом приборосроении, в частности в астрономии для построения когерентных систем из телескопов. Сущность изобретения: в способе фазирования многоапертурной оптической системы, основанном на приеме интерференционного изображения источника светового излучения и компенсации по результатам анализа разности хода между оптическими пучками от субапертур системы, определяют ΔSo начальное значение разности хода оптических пучков, регистрируют интерференционное изображение в спектральном диапазоне шириной где λ средняя длина волны светового излучения, определяют распределение кантраста интерференционной картины, по нему определяют распределение видности интерференционного изображения, формируют значения отношения видности в различных участках, определяют по сформированному отношению значение разности хода оптических пучков субапертур системы и осуществляют ее компенсацию. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 042 961 C1

СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ МНОГОАПЕРТУРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, основанный на приеме регистрируемого интерференционного изображения источника светового излучения и компенсации по результатам анализа разности хода между оптическими пучками от субапертур системы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фазирования, определяют ΔSo начальное значение разности хода оптических пучков от субапертур системы, регистрируют интерференционное изображение в спектральном диапазоне шириной

где λ средняя длина волны светового излучения,
определяют распределение контраста интерференционной картины в изображении, определяют по нему распределение видности интерференционного изображения, формируют значения отношения видности в различных участках интерференционного изображения, определяют по сформированному отношению значение разности хода оптических пучков субапертур системы и осуществляют ее компенсацию.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2042961C1

СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ НАЗЕМНОЙ МНОГОАПЕРТУРНОЙ СИСТЕМЫ 1984
  • Бакут П.А.
  • Ряхин А.Д.
  • Свиридов К.Н.
  • Устинов Н.Д.
RU2037165C1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 042 961 C1

Авторы

Бакут П.А.

Плотников И.П.

Рожков И.А.

Ряхин А.Д.

Свиридов К.Н.

Даты

1995-08-27Публикация

1986-10-31Подача