圖1.Michelson 干涉儀的計(jì)量線

為了讓邊緣圖案具有更好的可見度，光束經(jīng)過Michelson干涉儀八個(gè)臂的光學(xué)路徑長度（OPL）必須進(jìn)行均衡，其誤差需要在工作頻帶相干長度的范圍之內(nèi)。對于一定的Michelson 干涉儀任務(wù)而言，經(jīng)過八個(gè)臂的光束的OPL必須將誤差均衡在100 nm之內(nèi)。如果達(dá)到了這個(gè)條件，就可以稱為干涉儀達(dá)到了“同相位”。在達(dá)到同相位條件之后，就可以使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測。在聚焦平面的圖像集成時(shí)間之內(nèi)，干涉儀的八個(gè)臂之間的OPD 必須控制在觀測波長范圍之內(nèi)（即OPDij < 10 nm），以便避免邊界“跳躍”或是邊界模式相位出現(xiàn)較大變化，造成得到的圖形出現(xiàn)對比度損失。如果這種情況在觀測過程中出現(xiàn)，得到的干涉儀圖像就會(huì)完全模糊，為了重建目標(biāo)原始圖像所需的必要信息也將丟失。

干涉儀帶有激光計(jì)量系統(tǒng)，以便測量干涉儀臂之間的光學(xué)路徑差（絕對差和相對差），從而使用電動(dòng)延遲線控制光學(xué)路徑差?？刂葡到y(tǒng)可以對激光干涉儀進(jìn)行測量，將指令發(fā)送到延遲線上。

激光干涉法是至今為止用于測量長距離變化的最佳方法。可以使用多種干涉方法，但是所有方法都是基于干涉原理的：由同一個(gè)光源發(fā)出的兩束或多束光線通過不同長度的路徑最終交匯（匯聚）在用于測量光強(qiáng)的探測器上。探測器上的光強(qiáng)是干涉光線（波）的相對相位的函數(shù)，他們可以相互增強(qiáng)，也可以相互減弱。在對干涉信號的分析中，可以得出關(guān)于不同光束路徑差的信息。為了測量光學(xué)干涉儀兩個(gè)臂之間的長度差，最終的方法就是使用Michelson類型的激光干涉儀。激光干涉儀包括兩種類型的激光計(jì)量：

● 絕對計(jì)量系統(tǒng)（由位于葡萄牙里斯本的INETI機(jī)構(gòu)開發(fā)），提供了兩個(gè)干涉儀臂之間光學(xué)路徑差的實(shí)際數(shù)值，分辨率較低。

● 相對計(jì)量系統(tǒng)（由位于意大利都靈的Alcatel Alenia Space Italia開發(fā)），提供了干涉儀臂之間光學(xué)路徑差的變化（相對于給定初始值的變化），分辨率較高。

兩種計(jì)量系統(tǒng)都利用光學(xué)干涉儀原型進(jìn)行光學(xué)干涉，利用控制系統(tǒng)對延遲線發(fā)出指令進(jìn)行電子學(xué)層面的交互。

絕對計(jì)量用來支持達(dá)到Michelson干涉儀的同相位條件，它是由干涉儀多個(gè)臂之間的光學(xué)路徑達(dá)到相干距離范圍之內(nèi)而構(gòu)成的，因此較高可見度的邊緣模式在儀器的聚焦平面上形成。

相對計(jì)量提供了對OPL變化的測量，從一個(gè)給定的初始值開始（這個(gè)數(shù)值是在達(dá)到同相位操作之后的數(shù)值），這個(gè)數(shù)值被控制系統(tǒng)利通過電動(dòng)延遲線的精調(diào)級用于固定邊界圖案（OPD 10 nm）。相對計(jì)量是基于Michelson 干涉儀計(jì)量的，具有納米級別的分辨率。OPD 干擾需要在對象觀測過程中進(jìn)行補(bǔ)償，它來自于熱學(xué)負(fù)載或是發(fā)生在衛(wèi)星內(nèi)部的振動(dòng)（例如方向控制系統(tǒng)）等造成的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)變化，通過儀器結(jié)構(gòu)，傳遞至干涉儀鏡面。

同相位系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室演示器

同相位系統(tǒng)是望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的部分。為了測試并且演示同相位系統(tǒng)的概念，即將干涉儀臂之間的OPL 通過一個(gè)自由度的延遲線進(jìn)行均衡，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室演示器。MIT演示器由一個(gè)簡化的實(shí)驗(yàn)室尺寸的光學(xué)干涉儀原型組成，實(shí)現(xiàn)了與高分辨率衛(wèi)星望遠(yuǎn)鏡相同的光學(xué)配置拓?fù)洹?/span>

由于同相位系統(tǒng)概念是要控制望遠(yuǎn)鏡臂之間的OPD變化，同相位系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室演示器帶有一條控制延遲線（CDL）能夠在（主要）臂上工作，它跟蹤另一條（從屬）臂的OPL 變化，還帶有一條擾動(dòng)延遲線（DDL）作用在（從屬）臂上，和預(yù)測的體現(xiàn)在衛(wèi)星望遠(yuǎn)鏡上的擾動(dòng)PSD 相似，引入具有相同功率譜密度（PSD）的OPL擾動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室演示器需要達(dá)到的性能必須與衛(wèi)星望遠(yuǎn)鏡要求的性能一致。

控制延遲線由兩個(gè)執(zhí)行器組成：一個(gè)粗調(diào)臺式電動(dòng)平移器和一個(gè)精調(diào)臺式壓電變換器。擾動(dòng)線僅由壓電變換器組成。粗調(diào)器用來從比較大的OPD（例如1 mm）開始達(dá)到同相位條件。精調(diào)器用來在達(dá)到同相位狀態(tài)之后，控制并保持兩個(gè)干涉儀臂之間的OPD。