文章来源:Performance and Analysis of the LSST Optical System
LSST使用了一个改良的Paul-Baker三反射镜光学设计,包含8.4m的主镜、3.4m的次镜和5m的第二次镜。系统开始向更深、更宽范围以及更快的任务演变。主和第二次级表面的曲率半径很接近保障可以从单个基底制造两个反射镜。这种独特的设计,称为M1M3整料,在操作对准和改进的结构刚度期间,就减少自由度方面为其他环形主面提供了显著的优势。为三反射镜望远镜提供了一个三元屈光校正器,在64cm平坦焦面上、在具有出色成像质量的6个光谱带上产生3.5度全视场。最近的设计优化包括了三个相机镜头的零位补偿检验,产生了更加简单的参数配置,减少了次镜的非球面性。并进行了透镜位移、重力畸变、玻璃质量和制造误差的光学效应的详细分析,表明该系统在工业制造能力以内是很好的。杂散射光分析表明LSST能够实现它的信噪比要求。在反射镜、抗反射和滤波涂层的发展上已经取得进一步的成果,表明系统的吞吐量已经满足了测量的深度要求并超过了滤波抑制要求。
反射镜测试
第一和第三反射表面将制造成单个镜坯,每个表面适用于光学计量标准。M1和M3之间关系实现是通过同步光学测试、激光跟踪定位和机械偏心测量的组合实现的。
凸状的二级镜面限制为远离一个球面19微米的非球面。在12个子孔径内使用矩阵光学试验可以测量该表面。在试验中具有受限灵敏度的低阶表面误差可以很容易改正。
光学设计
在LSST光学设计的中心是一个三反射镜系统,起源于Mersenne-Schmidt族的光学系统,可以在非常宽的视场产生非常好的成像质量。LSST系统添加了一个三元屈光相机来进一步提高成像质量,补偿来自于滤光片和dewer窗口的色差,并且使焦平面平坦。半月形滤光片基板保持光束的远心充满全视场,从而消除在滤光片响应时的任何波长偏移。L3的厚度由需求的应力安全余量决定,可以用作dewar窗口和真空挡板。生成的图像质量在50%处(下曲线)