CN113063567A - 多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法及装置 - Google Patents

多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法及装置 Download PDF

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CN113063567A CN202110405891.9A CN202110405891A CN113063567A CN 113063567 A CN113063567 A CN 113063567A CN 202110405891 A CN202110405891 A CN 202110405891A CN 113063567 A CN113063567 A CN 113063567A
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Abstract

本公开实施例提供了一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法及装置，该方法包括：确定多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径；确定多个反射镜中每一反射镜的入射角；确定多个反射镜中每相邻两个反射镜的中心间的中心距离；获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括每相邻两个反射镜间的旋转角；针对每一初始旋转角组，根据第一束腰半径、入射角、中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平；确定预设的多个初始旋转角组中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组，作为目标旋转角组；根据中心距离及目标旋转角组确定多个反射镜的位置。

Description

多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法及装置
技术领域
本公开涉及毫米波技术领域，特别是涉及一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法。
背景技术
近年来，随着毫米波和亚毫米波技术的迅速发展，准光系统在射电天文、气象卫星、遥感成像等领域得到了广泛的应用。准光系统通常由馈源天线和多个级联反射镜或其他信号调节元件组成。准光系统在自由空间中传输电磁波，具有多频、多极化的特点。准光系统中包括波束的光轴位于同一平面上的二维准光系统，和波束的光轴不位于同一平面的三维准光系统。
相关技术中，三维准光系统中多通过高斯馈源产生基模的高斯波束，并通过反射镜天线控制波束传播。但目前的三维准光系统多基于高斯波束的几何特性进行设计，无法较好的分析三维准光系统中反射镜天线相对位置对交叉极化水平的影响，使得三维准光系统中的交叉极化水平较高，性能较差。
公开内容
本公开实施例的目的在于提供一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法，以降低多反射镜准光系统的交叉极化水平，提高多反射镜准光系统的性能。具体技术方案如下：
本公开实施例的一方面，提供了一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法，所述多反射镜准光系统包括多个反射镜，所述方法包括：
确定所述多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径；
确定所述多个反射镜中每一反射镜的入射角；
确定所述多个反射镜中每相邻两个反射镜的中心间的中心距离；
获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括所述每相邻两个反射镜间的旋转角，相邻两个反射镜间的旋转角为这两个反射镜的对称面之间的夹角；
针对每一初始旋转角组，根据所述第一束腰半径、所述入射角、所述中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的所述多反射镜准光系统的交叉极化水平；
确定所述预设的多个初始旋转角组中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组，作为目标旋转角组；
根据所述中心距离及所述目标旋转角组确定所述多个反射镜的位置。
一些实施例中，所述针对每一初始旋转角组，根据所述第一束腰半径、所述入射角、所述中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平的步骤，包括：
根据所述第一束腰半径、所述中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定所述多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数，所述出反射镜为波束在所述多反射镜准光系统的传输过程中经过的最后一个反射镜；
根据所述入射波束的阶数和预设的波束反射规则确定每一入射波束对应的多个出射波束的阶数；
根据所述多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及所述出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数；
根据所有出射波束对应的主极化系数确定所述多反射镜准光系统的主极化能量；
根据所有出射波束对应的交叉极化系数确定所述多反射镜准光系统的交叉极化能量；
根据所述主极化能量及所述交叉极化能量确定所述多反射镜准光系统的交叉极化水平。
一些实施例中，所述多反射镜准光系统包括入反射镜、中间反射镜及所述出反射镜，所述根据所述第一束腰半径、所述中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定所述多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数的步骤包括：
确定所述入反射镜的第一入射波束的阶数，所述入反射镜为波束在所述多反射镜准光系统的传输过程中经过的第一个反射镜；
根据所述第一入射波束的阶数和预设的波束反射规则，确定该第一入射波束对应的多个第一出射波束的阶数；
根据所述第一束腰半径确定所述多个第一出射波束的第二束腰半径；
根据所述入反射镜与所述中心反射镜中心之间的中心距离，确定所述多个第一出射波束的第二束腰与所述中间反射镜的中心之间的第一中心距离；
根据所述第二束腰半径、所述第一中心距离、所述入反射镜与所述中间反射镜之间的旋转角，确定每一第一出射波束进入所述中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数；
根据所有第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数和所述预设的波束反射规则，确定每一第二入射波束对应的多个第二出射波束的阶数；
根据所述第一束腰半径、所述第二束腰半径确定所述多个第二出射波束的第三束腰半径；
根据所述中间反射镜与所述出反射镜的中心之间的中心距离，确定所述多个第二出射波束的第三束腰与所述出反射镜的中心之间的第二中心距离；
根据所述第三束腰半径、所述第二中心距离、所述中间反射镜与所述出反射镜之间的旋转角，确定每一第二出射波束进入所述出反射镜时对应的多个第三入射波束的阶数，得到所述出反射镜的多个入射波束的阶数。
一些实施例中，所述根据所述第二束腰半径、所述第一中心距离、所述入反射镜与所述中间反射镜之间的旋转角，确定每一第一出射波束进入所述中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数的步骤，包括：
针对每一第一出射波束，利用以下公式计算该第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数：
Figure BDA0003022308330000031
其中，
Figure BDA0003022308330000032
为所述多个第二入射波束的阶数，n和m为所述第一出射波束的阶数，Hm为m的厄米多项式函数，Hn为n的厄米多项式函数，x表示所述中间反射镜的x向坐标值，y表示所述中间反射镜的y向坐标值，z表示所述中间反射镜的z向坐标值，ω02为所述第二束腰半径，θr为所述入反射镜和所述中间反射镜间的旋转角，d为所述第一中心距离，λ为预设参数。
一些实施例中，所述根据所述多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及所述出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数的步骤，包括：
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的主极化系数：
Figure BDA0003022308330000041
其中，u1为所述主极化系数，m和n为所述出射波束的阶数，p和q为所述入射波束的阶数，ωm为所述出反射镜中心处波束的波束半径，θ为所述出反射镜的入射角；
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的交叉极化系数：
Figure BDA0003022308330000042
其中，u2为所述交叉极化系数，m和n为所述出射波束的阶数，p和q为所述入射波束的阶数，ωm为所述出反射镜中心处波束的波束半径，θ为所述出反射镜的入射角。
一些实施例中，利用以下公式，确定所述多反射准光系统的交叉极化水平：
Figure BDA0003022308330000043
其中，levelcx为所述交叉极化水平，Energycx为所述交叉极化能量，Energyco为所述主极化能量。
一些实施例中，所述每相邻两个反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述波束由第一反射镜传输至第二反射镜，在获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括所述每相邻两个反射镜间的旋转角之后，所述方法还包括：
根据所述第一反射镜和第二反射镜的中心间的中心距离，确定所述第二反射镜的中心与所述第二反射镜的入射波束的束腰之间的多个初始第三中心距离；
针对每一初始旋转角组及每一初始第三中心距离，根据所述第一束腰半径、所述入射角、该初始第三中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组及该初始第三中心距离对应的所述多反射镜准光系统的交叉极化水平；
确定所述预设的多个初始旋转角组及多个初始第三中心距离中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组及初始第三中心距离，作为目标旋转角组和目标第三中心距离；
根据所述目标第三中心距离及所述目标旋转角组确定所述多个反射镜的位置。
本公开实施例的另一方面，提供了一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于确定所述多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径；
第二确定模块，用于确定所述多个反射镜中每一反射镜的入射角；
第三确定模块，用于确定所述多个反射镜中每相邻两个反射镜的中心间的中心距离；
获取模块，用于获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括所述每相邻两个反射镜间的旋转角，相邻两个反射镜间的旋转角为这两个反射镜的对称面之间的夹角；
第一计算模块，用于针对每一初始旋转角组，根据所述第一束腰半径、所述入射角、所述中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的所述多反射镜准光系统的交叉极化水平；
第四确定模块，用于确定所述预设的多个初始旋转角组中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组，作为目标旋转角组；
第五确定模块，用于根据所述中心距离及所述目标旋转角组确定所述多个反射镜的位置。
一些实施例中，所述计算模块包括：
第一确定子模块，用于根据所述第一束腰半径、所述中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定所述多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数，所述出反射镜为波束在所述多反射镜准光系统的传输过程中经过的最后一个反射镜；
第二确定子模块，用于根据所述入射波束的阶数和预设的波束反射规则确定每一入射波束对应的多个出射波束的阶数；
第三确定子模块，用于根据所述多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及所述出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数；
第四确定子模块，用于根据所有出射波束对应的主极化系数确定所述多反射镜准光系统的主极化能量；
第五确定子模块，用于根据所有出射波束对应的交叉极化系数确定所述多反射镜准光系统的交叉极化能量；
第六确定子模块，用于根据所述主极化能量及所述交叉极化能量确定所述多反射准光系统的交叉极化水平。
一些实施例中，所述多反射镜准光系统包括入反射镜、中间反射镜及所述出反射镜，所述第一确定子模块包括：
第一确定单元，用于确定所述入反射镜的第一入射波束的阶数，所述入反射镜为波束在所述多反射镜准光系统的传输过程中经过的第一个反射镜；
第二确定单元，用于根据所述第一入射波束的阶数和预设的波束反射规则，确定该第一入射波束对应的多个第一出射波束的阶数；
第三确定单元，用于根据所述第一束腰半径确定所述多个第一出射波束的第二束腰半径；
第四确定单元，用于根据所述入反射镜与所述中心反射镜中心之间的中心距离，确定所述多个第一出射波束的第二束腰与所述中间反射镜的中心之间的第一中心距离；
第五确定单元，用于根据所述第二束腰半径、所述第一中心距离、所述入反射镜与所述中间反射镜之间的旋转角，确定每一第一出射波束进入所述中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数；
第六确定单元，用于根据所有第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数和所述预设的波束反射规则，确定每一第二入射波束对应的多个第二出射波束的阶数；
第七确定单元，用于根据所述第一束腰半径、所述第二束腰半径确定所述多个第二出射波束的第三束腰半径；
第八确定单元，用于根据所述中间反射镜与所述出反射镜的中心之间的中心距离，确定所述多个第二出射波束的第三束腰与所述出反射镜的中心之间的第二中心距离；
第九确定单元，用于根据所述第三束腰半径、所述第二中心距离、所述中间反射镜与所述出反射镜之间的旋转角，确定每一第二出射波束进入所述出反射镜时对应的多个第三入射波束的阶数，得到所述出反射镜的多个入射波束的阶数。
一些实施例中，所述第五确定单元，具体用于：
针对每一第一出射波束，利用以下公式计算该第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数：
Figure BDA0003022308330000071
其中，
Figure BDA0003022308330000072
为所述多个第二入射波束的阶数，n和m为所述第一出射波束的阶数，Hm为m的厄米多项式函数，Hn为n的厄米多项式函数，x表示所述中间反射镜的x向坐标值，y表示所述中间反射镜的y向坐标值，z表示所述中间反射镜的z向坐标值，ω02为所述第二束腰半径，θr为所述入反射镜和所述中间反射镜间的旋转角，d为所述第一中心距离，λ为预设参数。
一些实施例中，所述第三确定子模块，具体用于：
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的主极化系数：
Figure BDA0003022308330000073
其中，u1为所述主极化系数，m和n为所述出射波束的阶数，p和q为所述入射波束的阶数，ωm为所述出反射镜中心处波束的波束半径，θ为所述出反射镜的入射角；
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的交叉极化系数：
Figure BDA0003022308330000074
其中，u2为所述交叉极化系数，m和n为所述出射波束的阶数，p和q为所述入射波束的阶数，ωm为所述出反射镜中心处波束的波束半径，θ为所述出反射镜的入射角。
一些实施例中，利用以下公式，确定所述多反射准光系统的交叉极化水平：
Figure BDA0003022308330000081
其中，levelcx为所述交叉极化水平，Energycx为所述交叉极化能量，Energyco为所述主极化能量。
一些实施例中，所述每相邻两个反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述波束由第一反射镜传输至第二反射镜，所述装置还包括：
第六确定模块，用于在获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括所述每相邻两个反射镜间的旋转角之后，根据所述第一反射镜和第二反射镜的中心间的中心距离，确定所述第二反射镜的中心与所述第二反射镜的入射波束的束腰之间的多个初始第三中心距离；
第二计算模块，用于针对每一初始旋转角组及每一初始第三中心距离，根据所述第一束腰半径、所述入射角、该初始第三中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组及该初始第三中心距离对应的所述多反射镜准光系统的交叉极化水平；
第七确定模块，用于确定所述预设的多个初始旋转角组及多个初始第三中心距离中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组及初始第三中心距离，作为目标旋转角组和目标第三中心距离；
第八确定模块，用于根据所述目标第三中心距离及所述目标旋转角组确定所述多个反射镜的位置。
本公开实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现上述任一所述的方法步骤。
本公开实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的方法步骤。
本公开实施例有益效果：
本公开实施例提供的多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法及装置，通过本公开实施例提供的方法确定多反射镜准光系统中的多个反射镜的位置时，首先确定多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径、多个反射镜中每一反射镜的入射角、以及每相邻两个反射镜对应的中心距离，然后确定多个初始旋转角组，基于前述的第一束腰半径、入射角、中心距离及初始旋转角组包括的多个旋转角，确定每一初始旋转角组对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平，然后确定多个初始旋转角组中，对应的交叉极化水平最低的一个旋转角组作为目标旋转角组。由于目标旋转角组中包括多反射镜准光系统中每相邻两个反射镜间的旋转角，且相邻两个反射镜间的旋转角为该两个反射镜的对称面之间的夹角，因此，确定了每相邻两个反射镜间的旋转角及中心距离，便确定了每相邻两个反射镜的相对摆放位置，从而确定了多反射镜准光系统中多个反射镜的位置。通过本公开实施例提供的方法确定多反射镜准光系统中多个反射镜的位置，考虑了每相邻两个反射镜间的旋转角对多反射镜准光系统的交叉极化水平的影响，降低了多反射镜准光系统的交叉极化水平，提高了多反射镜准光系统的性能。
当然，实施本公开的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本公开一些实施例中多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法的一种流程示意图；
图2为本公开一些实施例中多反射镜准光系统的一种结构示意图；
图3为本公开一些实施例中确定多反射镜准光系统的交叉极化水平方法的一种流程示意图；
图4为本公开一些实施例中确定多反射镜准光系统中多个出射波束阶数的方法的一种流程示意图；
图5为本公开一些实施例中准光系统的交叉极化水平与旋转角的一种关系图；
图6为本公开一些实施例中旋转角的取值不同时准光系统的一种归一化交叉极化幅值场分布图；
图7为本公开一些实施例中多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法的另一种流程示意图；
图8为本公开一些实施例中准光系统的交叉极化水平与旋转角的另一种关系图；
图9为本公开一些实施例中旋转角为2°时准光系统的一种归一化交叉极化幅值场分布图；
图10为本公开一些实施例中多反射镜准光系统中反射镜位置的确定装置的一种结构示意图；
图11为本公开一些实施例中电子设备的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
为降低多反射镜准光系统的交叉极化水平，提高多反射镜准光系统的性能，本公开实施例提供了一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法及装置，其中，多反射镜准光系统为三维准光系统，且多反射镜准光系统包括多个反射镜。下面将结合附图对本公开实施例提供的多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法进行详细说明。其中，为便于描述，下面将多反射镜准光系统简称为准光系统。
如图1所示，本公开实施例提供的多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法包括：
步骤101，确定多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径。
本公开实施例中，准光系统中包括的反射镜的数量可根据实际需求确定，如两个、三个或五个等，本公开实施例对此不作具体限定，只需使准光系统的入射波束经过多个反射镜的反射后可获得满足需求的目标出射波束即可。其中，反射镜可以为球面反射镜，也可以为椭球面反射镜，本公开实施例对此不作具体限定。
本公开实施例中，准光系统包括用于向准光系统内辐射入射光束的馈源。其中，馈源可以为高斯馈源，基于此，由高斯馈源辐射入准光系统的入射波束为基模高斯波束，具体的，入射波束为(0,0)阶模的基模高斯波束。入射波束的第一束腰半径根据准光系统中馈源的种类及型号即可确定。其中，高斯波束的束腰即为高斯光绝对平行传输的地方，高斯波束的束腰半径为高斯波束在束腰处的横截面的半径。
本公开实施例中，在获取入射波束的第一束腰半径后，可根据期望的系统出场的分布情况确定系统的出射波束的束腰半径。一个示例中，准光系统的出射波束的束腰半径可以为第一束腰半径的两倍。如图2所示，入射波束的第一束腰半径为ω01，出射波束的束腰半径为ω03，可根据期望的出射场分布情况将ω03设定为两倍的ω01。还可根据实际需求将ω03设定为其他值，本公开实施例对此不作具体限定。
步骤102，确定多个反射镜中每一反射镜的入射角。
本公开实施例中，每一反射镜的入射角为进入该反射镜的波束与该反射镜对应的法线之间的夹角。其中，每一反射镜的入射角可以为人为提前设定好的固定值，如30°等，以便于确定准光系统中每相邻两个反射镜间的旋转角对准光系统交叉极化水平的影响。
步骤103，确定多个反射镜中每相邻两个反射镜的中心间的中心距离。
本公开实施例中，每相邻两个反射镜的中心之间的距离为，这两个反射镜的中心与在这两个反射镜之间传输的波束的束腰之间的距离之和。具体的，如图2所示，图2为包括两个反射镜M1和M2的准光系统的结构图，其中，在反射镜M1和M2之间传输的波束的束腰为ω02，M1和M2的中心之间的中心距离为dm，反射镜M1的中心与束腰ω02间的距离为d2，反射镜M2的中心与束腰ω02间的距离为d3。其中，反射镜M1和M2的中心距离dm即为d2与d3之和。此外，图2中，ω01为准光系统中入射波束的束腰，ω03为准光系统中出射波束的束腰，d1为反射镜M1的中心与束腰ω01间的距离，d4为反射镜M2的中心与束腰ω03间的距离。
本公开实施例中，每相邻两反射镜之间的中心距离可以为人为提前设定好的值。一个示例中，准光系统中可以包含两个反射镜，两个反射镜之间的中心距离dm可以为250λ。
步骤104，获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括每相邻两个反射镜间的旋转角，相邻两个反射镜间的旋转角为这两个反射镜的对称面之间的夹角。
本公开实施例中，预设的多个初始旋转角组中，每一初始旋转角组包括每相邻两个反射镜之间的旋转角。如图2所示，反射镜M1的对称面和反射镜M2的对称面之间的夹角可以理解为，M1的入射角θ1所在的平面与M2的入射角θ2所在的平面之间的夹角θr。
其中，多个旋转角的度数范围为0°至360°。预设的初始旋转角组的数量越多，则对多个初始旋转角组对应的准光系统的交叉极化水平进行计算后，确定的目标旋转角组更加精确。但预设的初始旋转角组的数量越多则计算量越大，因此，可根据实际需求确定初始旋转角组的数量，本公开实施例对此不作具体限定，一个示例中，初始旋转角组的数量为14组。
步骤105，针对每一初始旋转角组，根据第一束腰半径、入射角、中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平。
本公开实施例中，在获取到多个初始旋转角组后，每一初始旋转角组都对应一个准光系统。将多个初始旋转角组对应的多个准光系统中的入射波束的第一束腰半径、每一反射镜的入射角以及每相邻两个反射镜的中心之间的中心距离都设为不变的固定值。然后针对每一初始旋转角组对应的准光系统，根据该初始旋转角组中多个旋转角的值，以及该准光系统中的入射波束的第一束腰半径、每一反射镜的入射角，相邻两反射镜之间的中心距离，计算该初始旋转角对应的准光系统的交叉极化水平，从而获得多个预设的初始旋转角组对应的多个准光系统的交叉极化水平值。
一些实施例中，如图3所示，步骤105可以细化为以下步骤：
步骤1051，根据第一束腰半径、中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数，出反射镜为波束在多反射镜准光系统的传输过程中经过的最后一个反射镜。
本公开实施例中，出反射镜为波束在准光系统中传输的过程中经过的最后一个反射镜，进入准光系统的波束在经过准光系统中多个反射镜的反射后，由出反射镜反射出来，而出反射镜反射出的多个波束的阶数影响准光系统的交叉极化水平。为确定由出反射镜反射出的多个出射波束的阶数，需要先确定进入出反射镜的一个或多个入射波束的阶数。
具体的，设准光系统仅包括反射镜M1和反射镜M2，波束由反射镜M1传输至反射镜M2，也就是反射镜M2为该准光系统的出反射镜。为确定反射镜M2反射出的多个出射波束的阶数，需要先确定由反射镜M1反射出的多个出射波束的阶数，然后针对每一个出射波束，根据该准光系统的入射波束的第一束腰半径、反射镜M1与反射镜M2的中心间的中心距离、以及反射镜M1与反射镜M2的旋转角，确定每一出射波束转化为可进入反射镜M2的多个入射波束的阶数，得到由反射镜M1反射出的所有出射波束转化为可进入反射镜M2的多个入射波束的阶数。
一些实施例中，准光系统中包括入反射镜、中间反射镜及出反射镜。如图4所示，步骤1051可以细化为以下步骤。
步骤10511，确定入反射镜的第一入射波束的阶数，入反射镜为波束在多反射镜准光系统的传输过程中经过的第一个反射镜。
本公开实施例中，入反射镜为波束在准光系统中传输过程中所经过的第一个反射镜，中间反射镜为波束由入反射镜传输至出反射镜的传输过程中所经过的中间反射镜。其中，中间反射镜可以为一个也可以为多个，本公开实施例对此不作具体限定。
本公开实施例中，入反射镜的第一入射波束的阶数与准光系统中馈源的种类及型号有关。例如，放馈源为高斯馈源时，高斯馈源辐射出的波束为纯基模高斯波束，基于此入反射镜的第一入射波束的阶数为(0,0)。
步骤10512，根据第一入射波束的阶数和预设的波束反射规则，确定该第一入射波束对应的多个第一出射波束的阶数。
本公开实施例中，预设的波束反射规则可以理解为，第一入射波束的阶数与第一入射波束经由反射镜反射后得到的多个第一出射波束的阶数间的关系。其中，预设的波束反射规则为提前设定好的，例如，(0,0)阶数的入射波束经由反射镜一次反射后可得到(0,0)阶数、(1,2)阶数和(3,0)阶数这三种模式的出射波束。
步骤10513，根据第一束腰半径确定多个第一出射波束的第二束腰半径。
本公开实施例中，在确定第一束腰半径后，可根据第一束腰半径和准光系统期望的出射波束分布情况确定准光系统的多个第一出射波束的第二束腰半径。确定第二束腰半径的方式为现有的确定方式，本公开实施例对此不再赘述。
步骤10514，根据入反射镜与中间反射镜的中心之间的中心距离，确定多个第一出射波束的第二束腰与中间反射镜的中心之间的第一中心距离。
本公开实施例中，当中间反射镜为一个反射镜时，中心距离即为入反射镜和中间反射镜的中心间的距离。当中间反射镜包括多个反射镜时，中心距离即为入反射镜与多个中间反射镜中的第一反射镜的中心之间的距离，其中，第一反射镜为波束在多个反射镜之间传输的过程中经过的第一个反射镜。
其中，入反射镜与中间反射镜的中心之间的中心距离为，入反射镜的中心与第二束腰之间的距离和第一中心距离的和。基于此，根据入反射镜与中间反射镜的中心之间的中心距离确定第一中心距离可以理解为，在零与中心距离的值之间确定一个值作为第一中心距离。例如，当入反射镜与中间反射镜中心间的距离为250λ时，第一中心距离的取值范围即为0至250λ。一个示例中，第一中心距离的值可以为125λ。
步骤10515，根据第二束腰半径、第一中心距离、入反射镜与中间反射镜之间的旋转角，确定每一第一出射波束进入中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数。
步骤10516，根据所有第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数和预设的波束反射规则，确定每一第二入射波束对应的多个第二出射波束的阶数。
本公开实施例中，当中间反射镜为一个反射镜时，旋转角为入反射镜的对称面与中间反射镜的对称面之间的夹角。基于此，可根据第一出射波束的第二束腰半径、第一出射波束的束腰与中间反射镜的中心之间的第一中心距离、及入反射镜与中间反射镜之间的旋转角计算得到，每一第一出射波束进入这一个中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数。
在确定多个第二入射波束的阶数后，可直接根据每一第二入射波束的阶数以及前述的预设的波束反射规则确定该第二入射波束经由出反射镜反射后产生的多个第二出射波束的阶数，从而得到所有第二入射波束经由出反射镜反射后产生的多个第二出射波束的阶数。
本公开实施例中，当中间反射镜为多个反射镜时，确定多个第二出射波束的阶数的过程为：
步骤一，根据第一出射波束的第二束腰半径、第一出射波束的束腰与反射镜M3的中心之间的中心距离、及入反射镜与反射镜M3之间的旋转角计算每一第一出射波束进入反射镜M3时对应的多个第四入射波束的阶数，得到所有的第一出射波束对应的多个第四入射波束的阶数。
步骤二，根据每一第四入射波束的阶数和前述的预设的波束反射规则，确定每一第四入射波束经反射镜M3反射后得到的多个第四出射波束的阶数。
步骤三，重复循环步骤一和步骤二，直至反射镜M3为多个中间反射镜中的最后一个反射镜，将由最后一个反射镜反射出的多个出射波束作为多个第二出射波束并获取多个第二出射波束的阶数。其中，在第一个循环过程中，反射镜M3为波束在多个中间反射镜中传输的过程中经过的第一个反射镜。
一些实施例中，针对每一第一出射波束，利用以下公式计算该第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数：
Figure BDA0003022308330000131
Figure BDA0003022308330000141
其中，
Figure BDA0003022308330000142
为多个第二入射波束的阶数，n和m为第一出射波束的阶数，Hm为m的厄米多项式函数，Hn为n的厄米多项式函数，x表示中间反射镜的x向坐标值，y表示中间反射镜的y向坐标值，z表示中间反射镜的z向坐标值，ω02为第二束腰半径，θr为入反射镜和中间反射镜间的旋转角，d为第一中心距离，λ为预设参数。
仍以准光系统包括反射镜M1和反射镜M2为例，若由反射镜M1反射出的第一出射波束的阶数为(1,2)，即m为1，n为2，将m、n代入上述公式(1)后可得：
Figure BDA0003022308330000143
由此可知，第一出射波束在转换为可进入反射镜M2的多个第二入射波束时，阶数为(1,2)的第一出射波束可转换为(0,3)阶数、(3,0)阶数、(1,2)阶数和(2,1)阶数这四种模式的第二入射波束。
步骤10517，根据第一束腰半径、第二束腰半径确定多个第二出射波束的第三束腰半径。
本公开实施例中，确定第一束腰半径后，可根据第一束腰半径、第二束腰半径和准光系统期望的出射波束分布情况确定多个第二出射波束的第三束腰半径。确定第三束腰半径的方式为现有的确定方式，本公开实施例对此不再赘述。其中，第一束腰半径为进入入反射镜的第一入射波束对应的束腰半径，第二束腰半径为由入反射镜反射出的第一出射波束对应的束腰半径，第三束腰半径为中间反射镜反射出的第二出射波束对应的束腰半径。
步骤10518，根据中间反射镜与出反射镜的中心之间的中心距离，确定多个第二出射波束的第三束腰与出反射镜的中心之间的第二中心距离。
本公开实施例中，当中间反射镜为一个反射镜时，上述中心距离即为中间反射镜与出反射镜的中心间的距离。当中间反射镜包括多个反射镜时，上述中心距离即为出反射镜与多个中间反射镜中的最后一个反射镜的中心之间的距离。本公开实施例中，步骤10518的具体描述可参见对步骤10514的相关描述，此处不再赘述。
步骤10519，根据第三束腰半径、第二中心距离、中间反射镜与出反射镜之间的旋转角，确定每一第二出射波束进入出反射镜时对应的多个第三入射波束的阶数，得到出反射镜的多个入射波束的阶数。
本公开实施例中，当中间反射镜为一个反射镜时，中间反射镜与出反射镜之间的旋转角为，中间反射镜与这一个中间反射镜的对称面之间的夹角。当中间反射镜为多个反射镜时，中间反射镜与出反射镜之间的旋转角为，多个中间反射镜中最后一个反射镜与出反射镜之间的夹角，最后一个反射镜即为波束在多个中间反射镜中传输的过程中经过的最后一个反射镜。
在确定中间反射镜的出射波束对应的第三束腰半径，中间反射镜的出射波束的束腰与出反射镜的中心间的第二中心距离，以及中间反射镜与出反射镜的对称面之间的旋转角后，可根据前述的第三束腰半径、第二中心距离、中间反射镜与出反射镜之间的旋转角，确定每一第二出射波束进入出反射镜时对应的多个第三入射波束的阶数，然后获取到所有的第二出射波束进入出反射镜时对应的多个第三入射波束的阶数，由于所有的第二入射波束对应的多个第三入射波束为出反射镜的多个入射波束，多个第三入射波束的阶数即为出反射镜的多个入射波束的阶数。
步骤1052，根据入射波束的阶数和预设的波束反射规则确定每一入射波束对应的多个出射波束的阶数。
本公开实施例中，获取出反射镜的多个入射波束的阶数后，便可根据前述的预设的波束反射规则确定每一入射波束对应的多个出射波束的阶数，从而获取到所有入射波束对应的多个出射波束的阶数。
步骤1053，根据多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数。
本公开实施例中，获取到出反射镜的多个入射波束的阶数和多个出射波束的阶数后，针对某一出射波束，根据该出射波束的阶数、该出射波束对应的入射波束的阶数，以及出反射镜的入射角后，便可确定该出射波束的主极化系数和交叉极化系数。
一些实施例中，针对每一出射波束，可以通过以下公式计算该出射波束对应的主极化系数：
Figure BDA0003022308330000151
其中，u1为主极化系数，m和n为出射波束的阶数，p和q为入射波束的阶数，ωm为出反射镜中心处波束的波束半径，θ为出反射镜的入射角。
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的交叉极化系数：
Figure BDA0003022308330000161
其中，u2为交叉极化系数，m和n为出射波束的阶数，p和q为入射波束的阶数，ωm为出反射镜中心处波束的波束半径，θ为出反射镜的入射角。
其中，F(p,q)为入射波束的阶数p和q之间的关系表达式，F(p,q)与该入射波束对应的出射波束的阶数m和n相关，具体的，F(p,q)的表达式与出射波束的阶数m和n之间的关系如表1所示。
表1
Figure BDA0003022308330000162
F(p,q)也可以为其他的表达式，本公开实施例对此不作具体限定。
步骤1054，根据所有出射波束对应的主极化系数确定多反射镜准光系统的主极化能量。
本公开实施例中，在确定每一出射波束对应的主极化系数后，便可根据所有出射波束的主极化系数确定准光系统的主极化能量。其中，根据所有的主极化系数确定准光系统的主极化能量的方式有多种，一个示例中，可对所有的主极化系数的平方值进行求和，得到主极化能量。
还可通过其他方式确定准光系统的主极化能量，本公开实施例对此不作具体限定。
步骤1055，根据所有出射波束对应的交叉极化系数确定多反射镜准光系统的交叉极化能量。
本公开实施例中，在确定每一出射波束对应的交叉极化系数后，便可根据所有出射波束的交叉极化系数确定准光系统的交叉极化能量。其中，根据所有的交叉极化系数确定准光系统的交叉极化能量的方式有多种，一个示例中，可对所有的交叉极化系数的平方值进行求和，得到交叉极化能量。
还可通过其他方式确定准光系统的交叉极化能量，本公开实施例对此不作具体限定。
步骤1056，根据主极化能量及交叉极化能量确定多反射准光系统的交叉极化水平。
本公开实施例中，在确定准光系统的主极化能量及交叉极化能量后，便可根据主极化能量及交叉极化能量计算得到该准光系统的交叉极化水平。
一些实施例中，可以利用以下公式，确定多反射镜准光系统的交叉极化水平：
Figure BDA0003022308330000171
其中，levelcx为交叉极化水平，Energycx为交叉极化能量，Energyco为主极化能量。
步骤106，确定预设的多个初始旋转角组中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组，作为目标旋转角组。
本公开实施例中，确定多个初始旋转角组中每一选转角组对应的准光系统的交叉极化水平后，对各个初始旋转角组对应的准光系统的交叉极化水平进行比较，确定多个准光系统中，交叉极化水平最低的准光系统，作为目标准光系统。然后确定该目标准光系统对应的初始旋转角组，将该初始旋转角组作为目标旋转角组。
此外，还可提前设定一个交叉极化水平阈值，确定多个准光系统中交叉极化水平值小于等于交叉极化水平阈值的一个或多个准光系统，作为目标准光系统，将这一个或多个目标准光系统对应的初始旋转角组作为目标旋转角组。
步骤107，根据中心距离及目标旋转角组确定多个反射镜的位置。
本公开实施例中，确定多个反光镜中每相邻两个反光镜的中心之间的中心距离及这两个反光镜的对称面之间的夹角后，便可确定这两个反光镜之间的相对位置关系，从而确定多个反射镜的相对位置关系，即确定多个反射镜在准光系统中的摆放位置。
通过本公开实施例提供的方法确定多反射镜准光系统中的多个反射镜的位置时，首先确定多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径、多个反射镜中每一反射镜的入射角、以及每相邻两个反射镜对应的中心距离，然后确定多个初始旋转角组，基于前述的第一束腰半径、入射角、中心距离及初始旋转角组包括的多个旋转角，确定每一初始旋转角组对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平，然后确定多个初始旋转角组中，对应的交叉极化水平最低的一个旋转角组作为目标旋转角组。由于目标旋转角组中包括多反射镜准光系统中每相邻两个反射镜间的旋转角，且相邻两个反射镜间的旋转角为该两个反射镜的对称面之间的夹角，因此，确定了每相邻两个反射镜间的旋转角及中心距离，便确定了每相邻两个反射镜的相对摆放位置，从而确定了多反射镜准光系统中多个反射镜的位置。通过本公开实施例提供的方法确定多反射镜准光系统中多个反射镜的位置，考虑了每相邻两个反射镜间的旋转角对多反射镜准光系统的交叉极化水平的影响，降低了多反射镜准光系统的交叉极化水平，提高了多反射镜准光系统的性能。
下面将以准光系统包括反射镜M1和反射镜M2这两个反射镜为例，结合仿真数据，说明本公开实施例提供的多反射镜准光系统中的多个反射镜的位置的确定方法。具体的，设定反射镜反射镜M1的入射角为30°，反射镜M2的入射角为30°，准光系统的入射波束的束腰为1.67λ，准光系统的出射波束的束腰为3.34λ，反射镜M1和反射镜M2的中心之间的距离为250λ，且反射镜M1的中心与两反射镜之间的波束的束腰之间的距离为125λ，设反射镜M1和反射镜M2之间的旋转角为θr。
如图5所示，图5为准光系统的交叉极化水平与旋转角θr的关系图。其中，PO为现有技术中一种准光系统的交叉极化能量的计算方法，GBMA为本公开实施例提供的准光系统的交叉极化能量的计算方法。图5中数值小于0dB表示交叉极化能量小于主极化能量，且数值大于0dB表示交叉极化能量大于主极化能量。由图5可知，当θr为2°时，准光系统的交叉极化水平最小(-29.94dB)。此外，由图5可知，通过本公开实施例提供的计算方法计算得到的交叉极化水平与通过现有技术计算得到的交叉极化水平大致相同，由此可知，本公开实施例提供的交叉极化水平的计算方法的计算结果准确。
进一步的，可分别选取θr为1°、2°和3°，确定当θr为1°、2°和3°时，交叉极化中5个具有较高能量的波束及波束的阶数，结果如表2所示。
表2
Figure BDA0003022308330000181
由表2可知，在θr＝2°时，交叉极化中的(0,0)阶数的波束基本被消除，且(1,0)阶数的波束的能量增长对整体准光系统的交叉极化的影响较小。由此可知，当θr＝2°时，准光系统的交叉极化水平最低。
此外，图6为θr的取值不同时准光系统的归一化交叉极化幅值场分布图。其中，(a)表示θr为1°，(b)表示θr为2°，(c)表示θr为3°。由图6可知，由于θr为2°时(0,0)阶模被消除，所以此时归一化交叉极化幅值场呈现出两个波瓣，且其水平最低。此外，θr为2°时的归一化交叉极化赋值的峰值为-31.03dB，即θr为2°时准光系统的归一化交叉极化幅值的峰值最低。综上可知，当θr为2°时，准光系统的交叉极化水平最低且性能最好，从而确定反射镜M1和反射镜M2的目标旋转角为2°。且由于反射镜M1和反射镜M2的中心间的中心距离已确定为250λ，便可根据反射镜M1和反射镜M2的中心间的中心距离及旋转角确定这两个反射镜的位置。
一些实施例中，每相邻两个反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，波束由第一反射镜传输至第二反射镜，在步骤104之后，如图7所示，前述方法还包括：
步骤108，根据第一反射镜和第二反射镜的中心距离，确定第一反射镜的中心与第一反射镜的出射波束的束腰之间的多个初始第三中心距离。
本公开实施例中，在确定中心距离后，可根据中心距离确定第一反射镜的中心与第一反射镜的出射波束的束腰之间的多个初始第三中心距离，其中，多个初始第三中心距离的取值范围为小于等于第一反射镜和第二反射镜的中心距离。
步骤109，针对每一初始旋转角组及每一初始第三中心距离，根据第一束腰半径、入射角、该初始第三中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组及该初始第三中心距离对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平。
步骤110，确定预设的多个初始旋转角组及多个初始第三中心距离中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组及初始第三中心距离，作为目标旋转角组和目标第三中心距离。
步骤111，根据目标第三中心距离及目标旋转角组确定多个反射镜的位置。
本公开实施例中，步骤109至步骤111的详细描述可参考步骤104至步骤106的相关描述，此处不再赘述。
本公开实施例中，不仅考虑了每相邻两个反射镜间的旋转角对多反射镜准光系统的交叉极化水平的影响，还考虑了相邻两反射镜之间的第三中心距离对多反射镜准光系统的交叉极化水平的影响，进一步降低了多反射镜准光系统的交叉极化水平，提高了多反射镜准光系统的性能。
如图8所示，图8为存在多个初始第三中心距离的情况下，准光系统的交叉极化水平与旋转角θr的关系图。其中，PO为现有技术中一种准光系统的交叉极化能量的计算方法，GBMA为本公开实施例提供的准光系统的交叉极化能量的计算方法。由图8可知，当θr为2°时，准光系统的交叉极化水平最低(-30.28dB)。且由图8可知，通过本公开实施例提供的计算方法计算得到的交叉极化水平与通过现有技术计算得到的交叉极化水平大致相同，由此可知，本公开实施例提供的交叉极化水平的计算方法的计算结果准确。
此外，如图9所示，图9为θr为2°时准光系统的归一化幅值场分布图，由图9可知，准光系统的交叉极化幅值的峰值为-31.14dB。综上可知，可以通过改变上述第三中心距离，进一步优化系统来降低交叉极化水平。
本公开实施例还提供了一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定装置，如图10所示，该装置包括：
第一确定模块1001，用于确定多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径；
第二确定模块1002，用于确定多个反射镜中每一反射镜的入射角；
第三确定模块1003，用于确定多个反射镜中每相邻两个反射镜的中心间的中心距离；
获取模块1004，用于获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括每相邻两个反射镜间的旋转角，相邻两个反射镜间的旋转角为这两个反射镜的对称面之间的夹角；
第一计算模块1005，用于针对每一初始旋转角组，根据第一束腰半径、入射角、中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平；
第四确定模块1006，用于确定预设的多个初始旋转角组中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组，作为目标旋转角组；
第五确定模块1007，用于根据中心距离及目标旋转角组确定多个反射镜的位置。
一些实施例中，计算模块1005包括：
第一确定子模块，用于根据第一束腰半径、中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数，出反射镜为波束在多反射镜准光系统的传输过程中经过的最后一个反射镜；
第二确定子模块，用于根据入射波束的阶数和预设的波束反射规则确定每一入射波束对应的多个出射波束的阶数；
第三确定子模块，用于根据多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数；
第四确定子模块，用于根据所有出射波束对应的主极化系数确定多反射镜准光系统的主极化能量；
第五确定子模块，用于根据所有出射波束对应的交叉极化系数确定多反射镜准光系统的交叉极化能量；
第六确定子模块，用于根据主极化能量及交叉极化能量确定多反射准光系统的交叉极化水平。
一些实施例中，多反射镜准光系统包括入反射镜、中间反射镜及所述出反射镜，第一确定子模块包括：
第一确定单元，用于确定入反射镜的第一入射波束的阶数，入反射镜为波束在多反射镜准光系统的传输过程中经过的第一个反射镜；
第二确定单元，用于根据第一入射波束的阶数和预设的波束反射规则，确定该第一入射波束对应的多个第一出射波束的阶数；
第三确定单元，用于根据第一束腰半径确定多个第一出射波束的第二束腰半径；
第四确定单元，用于根据入反射镜与中心反射镜中心之间的中心距离，确定多个第一出射波束的第二束腰与中间反射镜的中心之间的第一中心距离；
第五确定单元，用于根据第二束腰半径、第一中心距离、入反射镜与中间反射镜之间的旋转角，确定每一第一出射波束进入中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数；
第六确定单元，用于根据所有第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数和预设的波束反射规则，确定每一第二入射波束对应的多个第二出射波束的阶数；
第七确定单元，用于根据第一束腰半径、第二束腰半径确定多个第二出射波束的第三束腰半径；
第八确定单元，用于根据中间反射镜与出反射镜的中心之间的中心距离，确定多个第二出射波束的第三束腰与出反射镜的中心之间的第二中心距离；
第九确定单元，用于根据第三束腰半径、第二中心距离、中间反射镜与出反射镜之间的旋转角，确定每一第二出射波束进入出反射镜时对应的多个第三入射波束的阶数，得到出反射镜的多个入射波束的阶数。
一些实施例中，第五确定单元具体用于：
针对每一第一出射波束，利用以下公式计算该第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数：
Figure BDA0003022308330000211
其中，
Figure BDA0003022308330000212
为多个第二入射波束的阶数，n和m为第一出射波束的阶数，Hm为m的厄米多项式函数，Hn为n的厄米多项式函数，x表示中间反射镜的x向坐标值，y表示中间反射镜的y向坐标值，z表示中间反射镜的z向坐标值，ω02为第二束腰半径，θr为入反射镜和中间反射镜间的旋转角，d为第一中心距离，λ为预设参数。
一些实施例中，第三确定子模块，具体用于：
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的主极化系数：
Figure BDA0003022308330000213
其中，u1为主极化系数，m和n为出射波束的阶数，p和q为入射波束的阶数，ωm为出反射镜中心处波束的波束半径，θ为出反射镜的入射角；
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的交叉极化系数：
Figure BDA0003022308330000214
其中，u2为交叉极化系数，m和n为出射波束的阶数，p和q为入射波束的阶数，ωm为出反射镜中心处波束的波束半径，θ为出反射镜的入射角。
一些实施例中，第六确定子模块具体用于：
利用以下公式，确定多反射准光系统的交叉极化水平：
Figure BDA0003022308330000221
其中，levelcx为交叉极化水平，Energycx为交叉极化能量，Energyco为主极化能量。
一些实施例中，每相邻两个反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，波束由第一反射镜传输至第二反射镜，所述装置还包括：
第六确定模块，用于在获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括每相邻两个反射镜间的旋转角之后，根据第一反射镜与第二反射镜的中心距离，确定第二反射镜的中心与第二反射镜的入射波束的束腰之间的多个初始第三中心距离；
第二计算模块，用于针对每一初始旋转角组及每一初始第三中心距离，根据第一束腰半径、入射角、该初始第三中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组及该初始第三中心距离对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平；
第七确定模块，用于确定预设的多个初始旋转角组及多个初始第三中心距离中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组及初始第三中心距离，作为目标旋转角组和目标第三中心距离；
第八确定模块，用于根据目标第三中心距离及目标旋转角组确定多个反射镜的位置。
本公开实施例还提供了一种电子设备，如图11所示，包括处理器1101、通信接口1102、存储器1103和通信总线1104，其中，处理器1101，通信接口1102，存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信；
存储器1103，用于存放计算机程序；
处理器1101，用于执行存储器1103上所存放的程序时，实现上述任一多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法的步骤。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本公开提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法的步骤。
在本公开提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本公开实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及可读存储介质而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并非用于限定本公开的保护范围。凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本公开的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定方法，其特征在于，所述多反射镜准光系统包括多个反射镜，所述方法包括：
确定所述多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径；
确定所述多个反射镜中每一反射镜的入射角；
确定所述多个反射镜中每相邻两个反射镜的中心间的中心距离；
获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括所述每相邻两个反射镜间的旋转角，相邻两个反射镜间的旋转角为这两个反射镜的对称面之间的夹角；
针对每一初始旋转角组，根据所述第一束腰半径、所述入射角、所述中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的所述多反射镜准光系统的交叉极化水平；
确定所述预设的多个初始旋转角组中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组，作为目标旋转角组；
根据所述中心距离及所述目标旋转角组确定所述多个反射镜的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每一初始旋转角组，根据所述第一束腰半径、所述入射角、所述中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的多反射镜准光系统的交叉极化水平的步骤，包括：
根据所述第一束腰半径、所述中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定所述多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数，所述出反射镜为波束在所述多反射镜准光系统的传输过程中经过的最后一个反射镜；
根据所述入射波束的阶数和预设的波束反射规则确定每一入射波束对应的多个出射波束的阶数；
根据所述多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及所述出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数；
根据所有出射波束对应的主极化系数确定所述多反射镜准光系统的主极化能量；
根据所有出射波束对应的交叉极化系数确定所述多反射镜准光系统的交叉极化能量；
根据所述主极化能量及所述交叉极化能量确定所述多反射镜准光系统的交叉极化水平。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多反射镜准光系统包括入反射镜、中间反射镜及所述出反射镜，所述根据所述第一束腰半径、所述中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定所述多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数的步骤包括：
确定所述入反射镜的第一入射波束的阶数，所述入反射镜为波束在所述多反射镜准光系统的传输过程中经过的第一个反射镜；
根据所述第一入射波束的阶数和预设的波束反射规则，确定该第一入射波束对应的多个第一出射波束的阶数；
根据所述第一束腰半径确定所述多个第一出射波束的第二束腰半径；
根据所述入反射镜与所述中心反射镜中心之间的中心距离，确定所述多个第一出射波束的第二束腰与所述中间反射镜的中心之间的第一中心距离；
根据所述第二束腰半径、所述第一中心距离、所述入反射镜与所述中间反射镜之间的旋转角，确定每一第一出射波束进入所述中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数；
根据所有第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数和所述预设的波束反射规则，确定每一第二入射波束对应的多个第二出射波束的阶数；
根据所述第一束腰半径、所述第二束腰半径确定所述多个第二出射波束的第三束腰半径；
根据所述中间反射镜与所述出反射镜的中心之间的中心距离，确定所述多个第二出射波束的第三束腰与所述出反射镜的中心之间的第二中心距离；
根据所述第三束腰半径、所述第二中心距离、所述中间反射镜与所述出反射镜之间的旋转角，确定每一第二出射波束进入所述出反射镜时对应的多个第三入射波束的阶数，得到所述出反射镜的多个入射波束的阶数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二束腰半径、所述第一中心距离、所述入反射镜与所述中间反射镜之间的旋转角，确定每一第一出射波束进入所述中间反射镜时对应的多个第二入射波束的阶数的步骤，包括：
针对每一第一出射波束，利用以下公式计算该第一出射波束对应的多个第二入射波束的阶数：
Figure FDA0003022308320000031
Figure FDA0003022308320000032
其中，
Figure FDA0003022308320000033
为所述多个第二入射波束的阶数，n和m为所述第一出射波束的阶数，Hm为m的厄米多项式函数，Hn为n的厄米多项式函数，x表示所述中间反射镜的x向坐标值，y表示所述中间反射镜的y向坐标值，z表示所述中间反射镜的z向坐标值，ω02为所述第二束腰半径，θr为所述入反射镜和所述中间反射镜间的旋转角，d为所述第一中心距离，λ为预设参数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及所述出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数的步骤，包括：
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的主极化系数：
Figure FDA0003022308320000034
其中，u1为所述主极化系数，m和n为所述出射波束的阶数，p和q为所述入射波束的阶数，ωm为所述出反射镜中心处波束的波束半径，θ为所述出反射镜的入射角；
针对每一出射波束，通过以下公式计算该出射波束对应的交叉极化系数：
Figure FDA0003022308320000035
其中，u2为所述交叉极化系数，m和n为所述出射波束的阶数，p和q为所述入射波束的阶数，ωm为所述出反射镜中心处波束的波束半径，θ为所述出反射镜的入射角。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用以下公式，确定所述多反射准光系统的交叉极化水平：
Figure FDA0003022308320000041
其中，levelcx为所述交叉极化水平，Energycx为所述交叉极化能量，Energyco为所述主极化能量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每相邻两个反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述波束由第一反射镜传输至第二反射镜，在获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括所述每相邻两个反射镜间的旋转角之后，所述方法还包括：
根据所述第一反射镜和第二反射镜的中心间的中心距离，确定所述第二反射镜的中心与所述第二反射镜的入射波束的束腰之间的多个初始第三中心距离；
针对每一初始旋转角组及每一初始第三中心距离，根据所述第一束腰半径、所述入射角、该初始第三中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组及该初始第三中心距离对应的所述多反射镜准光系统的交叉极化水平；
确定所述预设的多个初始旋转角组及多个初始第三中心距离中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组及初始第三中心距离，作为目标旋转角组和目标第三中心距离；
根据所述目标第三中心距离及所述目标旋转角组确定所述多个反射镜的位置。
8.一种多反射镜准光系统中反射镜位置的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于确定所述多反射镜准光系统的入射波束的第一束腰半径；
第二确定模块，用于确定所述多个反射镜中每一反射镜的入射角；
第三确定模块，用于确定所述多个反射镜中每相邻两个反射镜的中心间的中心距离；
获取模块，用于获取预设的多个初始旋转角组，每一初始旋转角组包括所述每相邻两个反射镜间的旋转角，相邻两个反射镜间的旋转角为这两个反射镜的对称面之间的夹角；
第一计算模块，用于针对每一初始旋转角组，根据所述第一束腰半径、所述入射角、所述中心距离及该初始旋转角组包括的多个旋转角，计算该初始旋转角组对应的所述多反射镜准光系统的交叉极化水平；
第四确定模块，用于确定所述预设的多个初始旋转角组中对应的交叉极化水平最低的初始旋转角组，作为目标旋转角组；
第五确定模块，用于根据所述中心距离及所述目标旋转角组确定所述多个反射镜的位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括：
第一确定子模块，用于根据所述第一束腰半径、所述中心距离及每一初始旋转角组包括的多个旋转角，确定所述多反射镜准光系统中出反射镜的多个入射波束的阶数，所述出反射镜为波束在所述多反射镜准光系统的传输过程中经过的最后一个反射镜；
第二确定子模块，用于根据所述入射波束的阶数和预设的波束反射规则确定每一入射波束对应的多个出射波束的阶数；
第三确定子模块，用于根据所述多个入射波束的阶数、所有入射波束对应的多个出射波束的阶数及所述出反射镜的入射角确定每一出射波束对应的主极化系数及交叉极化系数；
第四确定子模块，用于根据所有出射波束对应的主极化系数确定所述多反射镜准光系统的主极化能量；
第五确定子模块，用于根据所有出射波束对应的交叉极化系数确定所述多反射镜准光系统的交叉极化能量；
第六确定子模块，用于根据所述主极化能量及所述交叉极化能量确定所述多反射准光系统的交叉极化水平。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现权利要求1至7任一所述的方法步骤。
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