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一种漫反射激光测距与高分辨力成像同步测量的光电望远镜系统
李语强; 伏红林; 李祝莲; 李荣旺; 常翔; 周钰; 翟东升; 熊耀恒
申请(专利权)人中国科学院云南天文台
专利号ZL201410444807.4
申请号CN201410444807.4
申请日期2014-09-03
公开(公告)号CN104267406A ; CN104267406B
公开日期2015-01-07
分类号G01S17/08 ; G02B27/00 ; G02B26/06
IPC 分类号G01S17/08 ; G02B27/00 ; G02B26/06
授权国家中国
专利类型发明
专利状态授权
2014-09-03
授权日期2016-08-24
产权排序1
摘要本发明涉及一种可用于空间碎片漫反射激光测距与高分辨力成像的光电望远镜系统,属于光电望远镜技术领域。包括激光发射、回波接收和自适应光学成像。激光发射:激光器发出的激光通过激光发射光路进入望远镜向空间目标发射;回波接收:回波光束被望远镜接收,再进入回波接收与回波探测光路,产生回波信号传送给激光测距控制电路与软件处理后得到激光测距的距离值;自适应光学成像:空间目标光线被望远镜接收,进入自适应光学系统,被缩束光路缩束,再由哈特曼传感器与波前处理器探测波前整体倾斜和波前误差,得到波前整体倾斜量与波前误差数据,用来控制精跟踪系统修正波前倾斜和控制变形镜修正波前误差,从而得到高分辨率图像。
主权项1.一种漫反射激光测距与高分辨力成像同步测量的光电望远镜系统,其特征在于包括激光发射、回波接收和自适应光学成像,具体如下: 激光发射:激光测距控制电路与软件发出激光发射信号,在库德房中的激光通过激光发射光路进入望远镜,然后通过望远镜向空间碎片发射; 回波接收:来自空间碎片的回波光束被望远镜接收,再进入库德房的回波接收与回波探测光路,产生回波信号传送给激光测距控制电路与软件,经过处理后得到漫反射激光测距的距离值; 自适应光学成像:空间碎片光线被望远镜接收,进入库德房里的自适应光学系统,被缩束光路缩束,再由哈特曼传感器与波前处理器探测波前整体倾斜和波前误差,并处理后给出波前整体倾斜量与波前误差数据,用来控制精跟踪系统修正波前倾斜和控制变形镜修正波前误差,从而得到高分辨率图像。 2.权利要求1所述的漫反射激光测距与高分辨力成像同步测量的光电望远镜,其特征在于包括望远镜系统、漫反射激光测距系统和自适应光学系统;所述的望远镜系统包括主镜、副镜、折轴光路、镜筒、地平式机架、力矩电机和跟踪伺服控制系统,主镜和副镜安装在镜筒内,镜筒和折轴光路安装在地平式机架上,两个力矩电机分别安装在地平式机架高度轴和方位轴上,跟踪伺服控制系统通过驱动力矩电机控制望远镜跟踪空间碎片。 3.根据权利要求2所述的漫反射激光测距与高分辨力成像同步测量的光电望远镜,其特征在于所述的漫反射激光测距系统包括激光发射光路、回波接收与回波探测光路以及激光测距控制电路与软件; 激光发射光路包括激光器、负透镜和正透镜,激光器发出的激光经过负透镜和正透镜后通过望远镜向空间碎片发射; 回波接收与探测光路包括转镜、一对准直透镜、小孔光阑、机械快门、窄带滤光片和探测器;转镜位于接收光路与激光器之间,用于发射和接收光路转换:当激光发射时接通激光光路,望远镜光路处于发射状态;回波接收时接通接收光路,望远镜处于接收状态;两面准直透镜共焦,它们将回波光束变换成直径与探测器接收口径相匹配的无焦光束;小孔光阑位于准直透镜焦点处,滤除与回波光方向不同的噪声光子;机械快门在准直透镜焦点前10mm处,用于控制光路接通与关闭时间,滤除一定时间段内的噪声光子;窄带滤光片位于准直透镜后面,用于滤除与回波光波长不同的噪声光子;探测器位于光路末端,接收回波光子产生回波信号; 激光测距控制电路与软件控制激光发射、回波接收以及数据处理过程。 4.根据权利要求3所述的漫反射激光测距与高分辨力成像同步测量的光电望远镜,其特征在于所述的转镜镀有高反膜,并开有通光孔,通光孔位于距离转镜中心80mm处。 5.根据权利要求2或3或4所述的漫反射激光测距与高分辨力成像同步测量的光电望远镜,其特征在于所述的自适应光学系统包括精跟踪系统、缩束光路、变形镜、哈特曼传感器和波前处理机; 精跟踪系统有两级,第一级精跟踪系统位于第二分光镜后面,探测并修正望远镜跟踪误差;第二级精跟踪则由哈特曼传感器探测大气湍流造成的波前整体倾斜误差,第二倾斜镜根据测量到的波前倾斜量进行实时补偿; 缩束光路位于第二分光镜的反射光路后面,由一对共焦的离轴抛物面镜和位于焦点的场镜构成,将来自望远镜的光束缩小到与变形镜相匹配的尺寸; 变形镜位于缩束光路之后,接着后面依次是第三分光镜和成像CCD,光路末端是哈特曼传感器;哈特曼传感器是同时进行对光束进行波前误差和第二级精跟踪误差的探测;波前处理机作为非光学器件的电子设备,负责对哈特曼传感器传送来的数据进行处理,所得到的波前整体平均斜率数据用来控制第二级倾斜镜进行第二级精跟踪控制,波前误差数据则用来控制变形镜工作,补偿波前畸变,最后由第二成像镜与成像CCD给出高分辨力图像。
语种中文
专利代理人金耀生
代理机构昆明正原专利商标代理有限公司
文献类型专利
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/12001
专题应用天文研究组
作者单位中国科学院云南天文台,云南省昆明市官渡区羊方凹396号
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
李语强,伏红林,李祝莲,等. 一种漫反射激光测距与高分辨力成像同步测量的光电望远镜系统. ZL201410444807.4[P]. 2014-09-03.
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