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1、第15卷第9期光学精密工程Vol.15No.92007年9月OpticsandPrecisionEngineeringSep.2007文章编号10042924X(2007)0921347206利用激光全息技术校正大口径光学成像系统像差1,21,3唐敏学,沈为民(1.苏州大学江苏省现代光学技术重点实验室,江苏苏州215006;2.苏州大学信息光学工程研究所,江苏苏州215006;3.苏州大学现代光学技术研究所,江苏苏州215006)摘要:基于光学全息原理,分析了激光全息技术校正光学成像系统像差的机理和方法
2、,建立了全息记录实验系统,用于校正口径500mm、低质量球面反射镜光学系统对有限远物体成像时的像差。采用原光路再现的方法,通过比较像差校正前后的干涉图样和成像结果,验证了该校正方法的可行性。实验结果表明,校正后该系统剩余波像差约为λ/8。关键词:全息术;光学成像系统;大口径反射镜;像差校正中图分类号:O438.1;TH703文献标识码:AAberrationcorrectionofalargeapertureopticalimagingsystembyholography1,21,3TANGMin2xu
3、e,SHENWei2min(1.JiangsuProvinceKeyLaboratoryofModernOpticalTechnology,SoochowUniversity,Suzhou215006,China;2.InstituteofInformationOpticsEngineering,SoochowUniversity,Suzhou215006,China;3.ModernOpticalTechnologyInstitute,SoochowUniversity,Suzhou215006,Ch
4、ina)Abstract:Basedontheprincipleofholography,theworkingmechanismandholographiccorrectionmethodofanaberratedopticalimagingsystemwasdescribedandanalyzedindetail.Anexperimentalsystemwasestablishedfortheaberrationcorrectioninanopticalsystemwithalowqualityand
5、500mmdiametersphericalmirrorforfiniteobjectimaging.Bycomparingtheinterferogramsandimagesobtainedbeforeandaftercorrection,thefeasibilityofthecorrectionmethodwasverified.Theexperi2mentalresultsshowdiffraction2limitedperformanceofthesystemandresidualaberrat
6、ionisaboutλ/8.Keywords:holography;opticalimagingsystem;largeaperturemirror;aberrationcorrection需要研制口径几十至上百米、焦距几百至几千米1引言的空间光学系统,该项技术需要解决的首要问题是减小光学系统尤其是望远系统中反射主镜的面[1]对地遥感和天文探测技术的发展要求空间光密度。学系统具有宽覆盖范围、高角分辨率等性能,因此主镜采用柔性聚合物薄膜为基坯的膜基反射收稿日期:2007201230;修订日期:200720
7、6201.基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.60678051)1348光学精密工程第15卷镜,是实现超大口径、低面密度空间光学系统的技和r分别表示激光照明的物体和参考光源,两者术途径之一。它具有重量超轻、易于折叠和展开、发出的光波到达全息记录干版H时的复振幅分[2][11]制造和发射成本相对较低等特点。但是,膜基布Ao(x,y)和Ar(x,y)分别可表示为:反射镜的面形易偏离设计面形,会给光学系统引Ao(x,y)=ao(x,y)exp[iφo(x,y)],(1)入大的像差。因此,采用有效的技术手
8、段,补偿和Ar(x,y)=ar(x,y)exp[iφr(x,y)],(2)校正膜基反射镜的面形误差和系统像差,是实现其中ao(x,y)和ar(x,y)分别为物光和参考光的实用化、满足空间光学系统成像要求的关键技术振幅分布,φo(x,y)和φr(x,y)为它们的位相分之一。布。若物光和参考光在H处重合并满足相干条校正膜基反射镜面形误差和系统像差的方法件,则在全息干版上产生的干涉条纹强度分布[11]主要有激光全息技术和自适应光学技术。从20为:
