离焦像边界对曲率传感精度影响研究

摘要

大口径大视场望远镜主动光学系统,需要基于离焦星点像完成波前探测与系统闭环.为了实现系统的有效运行,本文对离焦星点像边缘区域与波前传感精度之间的关系开展了相关研究.首先,根据电磁波的传输方程介绍了曲率传感算法.接着,以像散与彗差为例从理论上分析了典型边界条件对波前解算的影响.然后,分析比较了不同像元分辨率对信息完备性的影响.最后,在极限采样率下,对波前重建误差进行了仿真分析.实验结果表明:在连续边界的情况下,单位圆边缘引入的误差约为35％(未进行迭代);离焦星点像在100个像元以下时,其携带信息的能力迅速下降;在接近100个像元时,对彗差的检测误差为0.08个波长,与400个像元时相比约下降14％.因此,在时-空分辨率要求较低,即采样率不高的情况下,考虑闭环主动光学的误差收敛效应,忽略边界效应也可以满足主动光学波前传感需要,但在高时-空分辨率测量的情况下,边缘的影响不可以忽略.