OEE封面 | 传统哈特曼波前传感器在空间引力波星载望远镜测试与评估中展现新的生命力

星载望远镜的光学布局，由一个大的抛物面主镜和三个非球面次镜组成。激光信号从入瞳处进入，经过主镜和次镜的反射之后，在出瞳处被哈特曼探测器接收。基于哈特曼原理的指向偏差测量等效于利用哈特曼波前探测器分析入射光束的倾斜像差，并转换为指向偏差的过程，基于哈特曼传感器的星载望远镜指向偏差测量示意图如图1所示。利用哈特曼光束分光原理，微透镜阵列将入射波前分为若干个相同的子光束，并在光电探测器光敏面上形成相同数量的聚焦光斑图像，通过计算各子光束光斑质心位置，并且采用多子孔径空间复用思想，通过对所有单一子孔径测量结果进行平均的方式，降低各类随机误差对测量精度的影响，获取入射光束高精度指向偏差测量结果。除此之外，研究团队从微透镜结构、探测器选型等方面进行优化，突破高精度的指向偏差测量。采用子孔径焦距较长的低密度微透镜阵列，提高单个子孔径中光斑尺度，结合高信噪比的探测器，从而提升激光指向的测量精度。