自適應(yīng)光學(xué)綜合孔徑成像技術(shù)中壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器的應(yīng)用

時(shí)間：2021-7-12 閱讀：1272

近年來(lái)，光學(xué)綜合孔徑成像技術(shù)發(fā)展迅速，它是用多個(gè)小孔徑系統(tǒng)通過(guò)光學(xué)手段合成大孔徑系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率的成像技術(shù)。光學(xué)綜合孔徑成像技術(shù)使得整套成像系統(tǒng)趨于小型化、輕量化，因此，它也是地基和天基大型望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。

自適應(yīng)光學(xué)綜合孔徑成像遙感器系統(tǒng)中，環(huán)境或載體平臺(tái)振動(dòng)等因素會(huì)引起綜合孔徑陣列中各子孔徑相位誤差，從而引起圖像質(zhì)量變差。因此，提高成像質(zhì)量需要對(duì)相位誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與校正，芯明天壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器可滿足這些要求。

光學(xué)綜合孔徑成像技術(shù)原理及組成

光學(xué)綜合孔徑成像技術(shù)是將多個(gè)小口徑的光學(xué)鏡面或光學(xué)系統(tǒng)按照一定的空間位置排列，通過(guò)光路、鏡面的調(diào)整和相位匹配，使得通過(guò)各個(gè)子孔徑的光束在共同焦平面上滿足同相位要求，以實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)的相干疊加，達(dá)到與之通光口徑相當(dāng)?shù)膯我淮罂趶较到y(tǒng)的衍射分辨率。

根據(jù)波動(dòng)光學(xué)理論，傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)角分辨率受波長(zhǎng)和系統(tǒng)孔徑的限制。對(duì)于一定的工作波段，若要提高系統(tǒng)的角分辨率，則只能增加系統(tǒng)孔徑，而在實(shí)際應(yīng)用中很多因素限制了系統(tǒng)孔徑的增大。光學(xué)綜合孔徑成像技術(shù)的目的就是用更易制造的小孔徑系統(tǒng)通過(guò)光學(xué)手段合成大孔徑系統(tǒng)，從而滿足高分辨率的成像要求。

自適應(yīng)光學(xué)綜合孔徑成像遙感器冗余校正示意

上圖所示為自適應(yīng)光學(xué)綜合孔徑成像遙感器冗余間隔校正示意圖。系統(tǒng)選用壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器進(jìn)行相位實(shí)時(shí)校正，光纖縮比陣列中每根用于相位校正的光纖相位調(diào)制器被固定在用于瞬時(shí)冗余信息相位差測(cè)量的光學(xué)裝置前，再經(jīng)過(guò)后面的透鏡組在CCD上成像，從所成像上可以提取出用于冗余間隔校正的信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)反饋控制壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器完成相位的實(shí)時(shí)校正的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高質(zhì)量成像的目的。

從上圖中可以看出，自適應(yīng)光學(xué)綜合孔徑成像遙感器在受到外界環(huán)境影響和載體平臺(tái)振動(dòng)后，光纖縮比陣列兩兩孔徑間會(huì)出現(xiàn)相位誤差，經(jīng)過(guò)瞬時(shí)冗余信息相位差測(cè)量的光學(xué)裝置測(cè)量的誤差信號(hào)后，系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器來(lái)對(duì)此相位誤差進(jìn)行校正。

芯明天公司生產(chǎn)銷售多樣化的PZT壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器，可分為大出力型、大位移型、小體積型、低溫型、宇航級(jí)等，適用于各類光纖相位調(diào)制應(yīng)用。芯明天PZT壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器利用的是壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，通過(guò)壓電陶瓷控制器對(duì)施加至PZT壓電陶瓷的電壓值進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制光纖被拉伸的長(zhǎng)度。并且，驅(qū)動(dòng)電壓的大小與光纖被拉伸的長(zhǎng)度基本成線性關(guān)系，非常易于控制。

芯明天PZT壓電光纖相位調(diào)制器

芯明天PZT壓電光纖相位調(diào)制器的使用方法非常簡(jiǎn)單，將光纖纏繞于PZT光纖相位調(diào)制器，PZT光纖相位調(diào)制器產(chǎn)生徑向膨脹從而引起外徑周長(zhǎng)發(fā)生變化，使得被纏繞的光纖的長(zhǎng)度和折射率發(fā)生改變，從而引起輸出光的相位變化。

以下為芯明天生產(chǎn)銷售的幾款PZT壓電陶瓷光纖相位調(diào)制器的簡(jiǎn)單參數(shù)介紹，但針對(duì)不同種類光纖（如直徑、柔性、所要求的拉伸力等參數(shù)不同），參數(shù)值會(huì)有略微變化。

大位移型壓電光纖相位調(diào)制器