| infotek | 2023-03-30 08:38 |
大型综合巡天望远镜LSST光学系统的性能分析反射镜测试 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）<0.2"，在80%能量环绕处（上曲线）<0.3"横跨整个可视光谱（330-1080Å）。  透镜零位校验  三个屈光元件的每个零位校验作为最终设计优化的一部分。可以通过整个光学系统非球面项的平衡来简化可制造性。最后，L1保持了完全球面光学，L2上非常小的非球面量引起了一个简单的零位校验及M2上非球面性的降低，同样的在L3上添加的非球面性极大的简化了它的零点校验。每个零点校验均是沿着重力的取向实施。通过在它们首选操作取向上校验透镜，可以补偿由重力扭曲导致的1阶光学误差。 杂散&散射光分析 在FRED软件包（Photon Engineering，LLC）中使用非序列光线追迹模型可以完成LSST散射光分析。LSST散射光模型包含了所有光学元件以及结构元件，表现为圆顶（1），望远镜装置（2），和相机组件（3）。每个光学表面赋予微表面粗糙规格及颗粒清洁度，非光学表面赋予Z306 Aeroglaze（涂黑处理）。    关键面的分析是从2个视角分析照明模型元件：1）从探测器，2）从圆顶外部。在前一种情况下，从探测器的角度来看，关键面可以由这些可见元件的主镜 (蓝色)，次镜(绿色)和第二次镜(紫色)来确定。在后一种情况中，通过圆顶开口（红色）照明的任何表面可以标记为关键表面。由两个光线追迹共用的模型元件归类为一阶散射表面。根据目前的设计，在LSST中超过300个这样的表面存在。在全视场上的综合影响是点源透射比的函数，其中最重要的面可以识别出来。减轻这些表面的影响是目前设计的重点。  红色是直射光 蓝色是（主镜）的反射光 绿色是次镜的反射光 紫色是三级镜的反射光 直射：相机，相机内部，圆顶底面，圆顶壁，方位组件，PM-TM交界面 从第二次镜：相机外壳，次镜挡板叶片，次镜三脚架 从次镜：PM单元，方位组件，PM-TM交界面 从主镜：PM单元，主挡板，挡风玻璃板，圆顶内部  为了清楚，圆顶壁和望远镜结构已经隐藏  鬼像分析 屈光元件的二次反射会产生不想要的鬼像。我们已经分析了在LSST光学系统中两表面鬼像的所有组合。在每个透镜表面镀上抗反射涂层，快速f/1.23 LSST光束在鬼像中产生非常低的表面亮度。由滤光片基板（插图，最内层圆）产生的最坏情况鬼像比它的光源弱108倍（22.5倍放大）。远离传感器和L2表面2反射产生的鬼像随着视场角几乎是不变的。这个“瞳孔”的去除将是常规仪器校正图像处理的一部分。   系统吞吐量 LSST的六波段系统吞吐量由5个系统元件响应函数的乘积决定。整个系统响应（黑色）组合了大气、光学和传感器QE的函数。在海拔2700m的位置，在平均温度、湿度和压力的条件下使用MODTRAN计算出在智利帕切翁山的大气透射率（蓝色）。透镜-反射镜响应函数（紫色）结合了三个反射镜表面和具有抗反射涂层的六个透镜表面。镜面反射基于混合AL-AG涂层，与双子天文台合作下开发。理想的滤光片响应函数（下）是使用模系设计软件计算的（多层膜）。最终的六波段系统响应是单个响应函数的乘积总和。  参考：  |
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