Co-phasing method for sparse aperture optical systems based on multichannel fringe tracking

本文提出采用多通道条纹跟踪方法以实现大口径稀疏孔径望远镜的有效共相调整，该方法允许同时进行多个光路的干涉测量，避免了传统干涉方法中沿镜面边界进行成对测量的需要，从而提高了检测效率并降低了系统复杂性。使用光学波前理论分析了多光束干涉过程的原理和基于光纤直接连接的共相检测模块构造，并对通过多路径干涉获得的系统面型进行了误差分析，探索了干涉方法的潜在应用。最后，通过实验验证实现了原理贯通，通过平场校准和非相干数字合成，实现了优于0.4的干涉条纹对比度，并且动态测量范围优于工作中心波长（1550 nm）的10倍以上，实现了比工作中心波长（1550 nm）更优的分辨率。实现三光束干涉的同时检测效率提高了50%，从而有效提高了稀疏孔径望远镜的共相效率，满足8~10 m望远镜的观测要求，为观察遥远和暗淡的天体提供了技术基础。