一种三环变迹镜及其制备方法和其测量等晕角的方法
【专利摘要】本发明公开了一种三环变迹镜及其制备方法和其测量等晕角的方法，由同心的、交替排列的不透光圆环和透光圆环组成，从内到外透光圆环依次为内环、中间环和外环，其中内环最小半径为37.389mm，最大半径为43.840mm；中间环最小半径为62.890mm，最大半径为69.240mm；外环最小半径为81.940mm，最大半径为101.600mm。本发明提供的三环变迹镜相对于单孔径变迹镜，能够在所有高度很好的模拟孔径滤波函数W(z)≡cz5/3，所得等晕角相对误差明显较小，可以实现对等晕角的高精度测量。
【专利说明】—种三环变迹镜及其制备方法和其测量等晕角的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于大气光学【技术领域】，涉及一种三环变迹镜及其制备方法和其测量等晕角的方法。
【背景技术】
[0002]光波在大气中传输时，由于大气湍流的影响,光波的波面会发生畸变、强度会产生起伏。对于包括激光在内的光波在实际大气中的传输，大气瑞流导致光束传输方向的随机偏折、光束的扩展以及强度的随机起伏，从而影响激光等光学工程应用。
[0003]对于地基天文光学观测，当利用大口径的光学接收望远镜对空间的观测目标进行成像时，由于大气湍流引起空间观测目标所发出光波波面产生畸变，从而导致光学望远镜的分辨率降低，影响观测效果。一般而言，当没有大气湍流的影响时，口径为D的光学望远镜的分辨率为1.22 λ/D，其中λ为所接收光波波长；而对于实际情况，总会存在大气湍流的影响，此时，光学望远镜的分辨率会降低至1.22 λ Av其中(ι为描述整层大气湍流特征的参数一大气相干长度。目前用于天文光学观测的光学望远镜孔径大致均在Im以上，而整层大气相干长度的数值一般在数厘米至十数厘米的范围，但是，由于大气湍流的影响，在没有自适应光学校正的情况下，大口径望远镜的分辨率与数十厘米口径的望远镜相当。所以，大气湍流对大口径的光学望远镜成像分辨率有着较为严重的限制。
[0004]为了改善激光等光波在大气中的传输性能、提高大口径望远镜的分辨率，可以利用自适应光学校正对大气湍流引起的波面相差进行校正。而自适应光学校正时，如果信标光波与校正光波的传输方向不一致，例如存在一定的夹角时，则由于信标光波的波面相差并不能够完全代表需要校正光路上的湍流特征，所以，利用自适应光学进行校正时会存在一定的波面残差，而由此导致的波面残差与信标光波和校正光波的传输方向的夹角相关。
[0005]等晕角表示波面相干的最大角度，当信标光波与校正光波传输方向的夹角大于等晕角时，则信标光波的波面相差与需要校正的光路上的大气湍流特征完全不相关，此时，利用自适应光学不能够有效对大气湍流的影响进行校正。所以，等晕角是对大气湍流效应进行自适应光学校正时所需要考虑的重要参数之一。
[0006]如果沿光路上ζ处的大气湍流强度为Cn2 (ζ)，则等晕角Θ。为
[0007]
【权利要求】
1.一种三环变迹镜，其特征在于，由同心的、交替排列的不透光圆环和透光圆环组成，从内到外透光圆环依次为内环、中间环和外环，其中内环最小半径为37.389mm,最大半径为43.840mm ;中间环最小半径为62.890mm,最大半径为69.240mm ;外环最小半径为81.940mm,最大半径为101.600_。
2.如权利要求1所述的三环变迹镜，其特征在于，该三环变迹镜模拟孔径滤波函数W(z) = cz5/3时，其孔径滤波函数系数c=8.847e-17m4。
3.如权利要求1所述的三环变迹镜，其特征在于，不透光圆环和透光圆环均设置在圆形基板上，以同一点作为圆心，所述的不透光圆环包括三层:半径为37.389mm的不透光金属圆，最小半径为43.840mm、最大半径为62.890mm的不透光金属圆环，最小半径为69.240mm、最大半径为81.940mm的不透光金属圆环；其余部分为透光圆环。
4.如权利要求1所述的三环变迹镜，其特征在于，所述的不透光圆环的透过率不大于1%，透光圆环的透过率不小于99.0%。
5.一种三环变迹镜的制备方法，其特征在于，包括以下操作: 在透过率不小于99.0%、半径不小于为101.600mm的圆形基片上，以其圆心为基准，首先粘贴半径为37.389mm的不透光金属圆，然后再粘贴最小半径为43.840mm、最大半径为62.890mm的不透光金属圆环；最后再粘贴最小半径为69.240mm、最大半径为81.940mm的不透光金属圆环。
6.如权利要求5所述的三环变迹镜的制备方法，其特征在于，所述的基板为K9玻璃、树脂玻璃或石英。
7.—种三环变迹镜的制备`方法，其特征在于，包括以下操作: 1)在基板上制作以下圆形:以中心点为圆心，分别刻画半径分别为37.389mm、43.840mm、62.890mm、69.240mm、81.940mm 和 101.600mm 的第一圆形、第二圆形、第三圆形、第四圆形、第五圆形和第六圆形； 2)以第一圆形、第二圆形与第三圆形之间的圆环、第四圆形与第五圆形之间的圆环作为不透光部分； 以第一圆形与第二圆形之间的圆环、第三圆形与第四圆形之间的圆环、第五圆形与第六圆形之间的圆环作为透光部分； 利用掩模板将不透光部分遮挡，在基板的透光部分两表面分别镀透过率不小于99.0%的增透膜；然后用掩模板将透光部分遮挡，在基板的不透光部分两表面分别镀增反膜，使其透过率不大于1%。
8.一种基于权利要求1所述三环变迹镜测量等晕角的方法，其特征在于，包括以下操作: I)利用三环变迹镜传输星光光波，利用三环变迹镜模拟孔径滤波函数W(Z) = cz5/3，其中 ,⑷=[JCfppJ0(Kp)P(Kp)^K 8 3 Sm2I^jdK(3) 式中Jq(X)为零阶Bessel函数；K为振幅起伏的空间频率，Kmax=2 /1。，Kmin=2 /L。，I。、Ltl分别为大气湍流内尺度和外尺度；P(P)为变迹镜的孔径函数，其中透光部分P(P)=I,不透光部分Ρ(ρ)=0，P是圆环的径向距离(半径)， 孔径滤波函数系数c=8.847e-17m4 ； 归一化光强起伏方差是天顶角Φ和入射波长λ的函数，将归一化光强起伏方差写为σ32(Φ);当归一化光强起伏方差σ32(φ)未饱和时，则等晕角通过测量给出的归一化光强起伏方差利用以下公式计算:
【文档编号】G01C1/00GK103487855SQ201310277587
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2013年7月3日
【发明者】强希文, 宗飞, 胡月宏, 吴敏, 龚新刚, 常金勇, 徐云岫 申请人:中国人民解放军63655部队