色散瑞利干涉法：新型空间望远镜共相位检测创新策略

本文主要探讨了空间拼接主镜望远镜的共相位检测方法，这是一个关键的技术领域，尤其是在航天工程中确保望远镜的精度和性能至关重要。共相位检测是确保多块反射镜在空间环境中形成统一像面的关键步骤，这对于大型、复杂结构的空间望远镜如詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）等尤为重要。 通常，空间望远镜的拼接主镜是由多个独立的镜片或镜面组成，这些组件需要在太空中精确对齐，以保证最终成像的质量。现有的共相位检测方法包括但不限于激光干涉、相位敏感测距（PSD）、微波干涉以及光学干涉等。这些方法各有优缺点： 1. 激光干涉法：通过比较两个或多个参考光路的相位差来测量镜面的相对位置，它具有高精度但可能受温度、振动等因素影响。 2. 相位敏感测距（PSD）：利用干涉效应测量反射镜表面的微小变化，适用于大范围检测，但对环境条件要求较高。 3. 微波干涉：利用微波辐射的特性来检测镜面的形变，适用于长距离和低温环境，但对设备稳定性和频率控制有较高要求。 4. 光学干涉：通过光学路径的干涉条纹来确定镜面的共相位，包括经典的迈克尔逊干涉仪和现代的色散干涉技术。 本文作者提出了一种新颖的色散瑞利干涉原理的共相位误差检测方法，这种方法结合了色散效应，能够更有效地分离出不同频率成分的干涉信号，从而提高检测精度。与传统方法相比，二维色散条纹分析法能够提供更高的分辨率和更好的抗干扰能力，特别适合于在轨空间环境下复杂的镜面拼接检测。 作者构建了一套色散瑞利干涉仪，用以实验验证这种新型方法。实验结果显示，该装置具有量程达200微米的测量范围，重复性良好，当共相位误差小于1微米时，测量精度可达6.56纳米，已经达到了空基分块主镜望远镜在轨共相位检测的高标准。 总结来说，本文的研究为解决空间望远镜在轨共相位检测中的挑战提供了创新解决方案，色散瑞利干涉技术具有巨大的应用潜力，对于提升未来空间光学仪器的性能和可靠性具有重要意义。