光干涉成像望远镜阵列排布研究

发布时间：2023-08-20 09:35

　　天文观测要求望远镜具有足够高的分辨率,传统的增加望远镜分辨率的方法是增大望远镜口径,然而,大口径镜面的加工难度很大,加工成本与口径的平方成正比,随着口径增大而大幅升高。另外,过大的口径使得现有机械支撑结构难以满足要求,运输难度也增加。因此,寻找不增加单个望远镜口径就能提高成像分辨率的方法就成为了天文学家迫切的需求。其中,干涉成像技术就是实现高分辨率成像的主要技术之一,光干涉望远镜阵列就是利用干涉成像技术进行高分辨率观测的。理论上,干涉阵列的最长基线决定了其成像的极限分辨率,然而,干涉阵列对空间频率的采样是离散的,如果子孔径数量不足,空间频率的采样就不足,重构出的目标图像像质就会退化,从而降低实际能达到的成像分辨率。考虑到不同的子孔径排布位置会有不同的成像效果,那么通过设计阵列排布获得足够好的成像质量就具有重要的意义。前人对阵列排布研究已经做了相当多的工作,但是仍然不够完善。比如,前人对于各种阵列形状的UV覆盖(二维空间频率覆盖)特性并没有足够深入的研究;对于较为特殊的UV覆盖的获得方法也没有给出。为了能充分发挥干涉阵列的成像潜力,对某些更复杂情形下的阵列排布需求也需要给出相应的设计方案...

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 干涉成像原理
    1.3 像面干涉与瞳面干涉
    1.4 光干涉阵列关键技术
        1.4.1 UV覆盖技术
        1.4.2 闭合相位技术
        1.4.3 图像重构技术
    1.5 现代光学干涉阵列
    1.6 排布问题概述
    1.7 前人研究总结
    1.8 论文主要内容
第2章 成像效果与UV覆盖间的关系研究
    2.1 概述
    2.2 不同UV覆盖对点源目标的成像影响
    2.3 不同UV覆盖对扩展目标的成像影响
    2.4 本章小结
第3章 阵列排布与UV覆盖间的关系研究
    3.1 不同阵列形状的UV覆盖特性比较
    3.2 根据UV覆盖要求反推阵列排布
    3.3 本章小结
第4章 常用阵列排布的成像分辨率研究
    4.1 不同阵列形状下的PSF旁瓣亮度分析
    4.2 平方律与“反平方律”排布下的Y形阵列PSF旁瓣亮度分析
    4.3 实验验证
    4.4 本章小结
第5章 通过移动子孔径增加UV覆盖的方法研究
    5.1 问题的提出
    5.2 总体思想
    5.3 图像重构过程
    5.4 阵列排布优化过程
    5.5 仿真优化结果示例
    5.6 实验结果示例
    5.7 本章小结
第6章 与大口径望远镜组合使用的干涉阵列排布设计
    6.1 排布设计方法
    6.2 设计结果示例
    6.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3842963