两镜拼接主动光学子镜位姿调整方法研究*
2021-07-15姜治渝陆金娴杨德华吴常铖金振宇
天文研究与技术 2021年3期
姜治渝,陆金娴,杨德华,吴常铖,金振宇
(1. 南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 211106;2. 中国科学院云南天文台,云南 昆明 650216)
中国巨型太阳望远镜(Chinese Giant Solar Telescope, CGST)拟采用环型拼接镜面主动光学技术实现具有8 m口径的环型主反射镜面,主镜拟采用24块子镜拼接成直径为8 m、宽为1 m的环型[1]。相比于世界上现有的大型望远镜如美国Keck[2]等采用的拼接主镜方案,中国巨型太阳望远镜采用正六边形子镜方案,由于此方案光学镜面之间能通过互锁形式确定探测子镜间的相对位置关系,因此,主动保持只需边缘传感器测量子镜间的边缘轴向位移误差的变化。中国巨型太阳望远镜的环形拼接方案若只用边缘传感器,将面临子镜自由度探测不足的问题,无法实现拼接镜面的主动保持[3],故需要增加倾斜传感器才能对子镜位姿的3个自由度进行探测[4]。边缘传感器用于探测子镜边缘的高度差,倾斜传感器用于探测子镜倾斜的变化量,从而推算子镜位置的变化情况,并通过各个子镜背面的位移促动器进行补偿调节,保持主镜的面型。
保持子镜间相对位置的关键是主动控制系统[5-6]设计,为验证上述主动光学子镜位姿调整方案的准确性,我们搭建一个两镜拼接主动光学系统,通过固定其中一块子镜,另一块子镜做3个自由度的主动位移,使两镜间的相对位置发生变化,从而模拟子镜拼接的主镜位姿变化的一般情况。
1 两镜拼接主动光学系统介绍
两镜拼接主动光学系统用于模拟8 m环型拼接光学镜面系统单元特征,具有研究对象的关键特性,能够反应研究的核心内容。……
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