2.4m天文望远镜光学系统的设计及副镜检验的几种可能方案

详细说明了 2 .4m天文望远镜分别采用主镜焦比f/1 .5和f/3时光学系统的设计 :针对主镜焦比为f/3的凸非球面副镜 ,阐述了运用 4种不同检验方案的设计结果 ;重点介绍了计算全息法。并对几种方案作了比较     

卡塞格林系统非球面板像场改正器的设计和研究

本文通过口径为1000,主焦比为3,卡氏焦比为8的实例,对四种主要的卡氏系统:1.类R-C、2.R-C、3.抛物面主镜和4.球面主镜的卡氏系统,研究和设计了四种不同的非球面板改正器。对类R-C、R-C和抛物面主镜的卡氏系统,视场直径取为1°.5,在4047—4861波段附近,像的最大弥散小于0″.2。在3650—10140的波段范围,各色光叠加在一起的最大弥散约为0″.5。对于球面主镜的卡氏系统,视场直径取为40′,相应的像斑为0″.8和1″.1。以上这些系统,当取去改正器后,都有一个消球差的焦点。对于其它焦比值的卡氏系统,这些研究和结果,仍具有参考价值。     

基于CFD软件的桁架式望远镜遮光筒扰流分析

遮光筒会影响主镜上方的空气流动,不利于主镜表面与周围空气的热交换。以兴隆基地50 cm望远镜为例,应用CFD软件分析了两种消杂散光装置(遮光筒和独立挡光环结构)对主镜区域气流运动和温度的影响。同时根据温度数据计算主镜视宁度。分析结果表明,遮光筒会造成温度分布不均匀、湍流影响范围大、非对称的漩涡绕流等影响。独立挡光环结构的情况下,主镜视宁度减小74%。由此说明,在主镜散热和空气流通方面,主镜遮光筒有较大弊端。将该分析方法与杂散光分析结合,可合理选择杂散光抑制方案,对望远镜设计及改造具有一定参考和应用价值。     

一种新的10米光学/红外望远镜

结合中国的实际情况提出了一 新的中国２１世纪的１０米光学／红外望远镜的方案,它是属于一种非常规概念设计的望远镜。这种新的大望远镜方案吸收了或主要参考了Ａｒｅｃｉｂｏ射电望远镜、美国的ＨｏｂｂｙＥｂｅｒｌｙ９米望远镜和ＬＡＭＯＳＴ方案的前身一光谱巡天望远镜方案。它的主镜是六角形子镜拼成的球面,在观测过程中主镜不动,由焦面的改正镜做跟踪,造价约为同样口径的常规设计望远镜的五分之一,并能满足绝大部分天文     

1.2米地平式望远镜主镜的支承装置

本文介绍和讨论了云南天文台1.2米地平式望远镜主镜支承装置的技术改造工作。其中对主镜采用了水银带侧支承的方法。经过主镜安装后的检测表明:主镜的支承装置满足了原来设计要求中的所有精度指标。     

便携灵巧的新TD-80TZS

一套天文观测器材,主镜当然口径越大越好!可要背着沉重的大口径跑到几十千米外的山上,是很难想象的。所以“便携”成为近年爱好者的热门话题。 天狼TD-80TZS是在98版的TD-80TZ的基础上彻底改进的。其实除型号相近,口径焦比相同外,其它     

应用于自适应系统的1.2m望远镜面形误差精细检测

为检测云南天文台１．２ｍ望远镜光学成像质量,在多种光学检测方法中,我们结合实际情况,详细地讨论了两种方案的可能性。并用美国ＺＥＭＡＸ光学设计软件设计了所需的光学辅助元件。第一种方案,将全口径分割成直径为３００ｍｍ的子孔径后,利用哈特曼传感器对每个子孔径的最后成像波面进行探测,得到波前畸变量。最后将所得到的子孔径波面合成得到全口径波面,进而分析系统成像质量。第二种方案采用补偿干涉法,利用设计的补偿器补偿主镜的法线象差,得到干涉条纹,再由干涉条纹分析得到主镜面形差。这两种方法都实现微机实时采样与处理,能以较快速度计算出最后结果。最后,我们讨论了检测过程中误差来源及精度分析。在实验条件满足的情况下,整个系统的测试精度优于λ／１０。     

超轻量镜面系统的研制

空间望远镜的研制一直要求系统的轻量化,美国宇航局（NASA）最近研制的韦伯太空望远镜,其主镜系统面密度相对于哈勃空间望远镜已大幅减轻。在韦伯望远镜主镜系统的研制过程中,NASA开展了一系列关于超轻量镜面系统的验证计划,多家机构拿出多个方案参与竞标。本文选取几个比较典型的方案,介绍这些镜面系统的设计思想、结构、材料、加工以及相关测试结果,期望能对国内相关方面的工作提供参考。     

Φ800mm球载太阳望远镜抛物面主镜补偿检验系统

采用设计、检验、加工交替进行逐步迫近的方案,研制了一套offner补偿检验系统,确保了φ800mm拋物面主镜的检测精度。     

超轻量镜面系统的研制

空间望远镜的研制一直要求系统的轻量化,美国宇航局(NASA)最近研制的韦伯太空望远镜,其主镜系统面密度相对于哈勃空间望远镜已大幅减轻.在韦伯望远镜主镜系统的研制过程中,NASA开展了一系列关于超轻量镜面系统的验证计划,多家机构拿出多个方案参与竞标.本文选取几个比较典型的方案,介绍这些镜面系统的设计思想、结构、材料、加工以及相关测试结果,期望能对国内相关方面的工作提供参考.     

大芯径光纤出射环形斑谱线分析

光纤光谱的效率损失主要来源之一是光纤的焦比退化,并且往往还在光谱成像时因焦比退化产生环形出射斑,从而使得光纤传输效率降低,并影响色散之后的谱线轮廓。实验获取郭守敬望远镜调试阶段的大芯径光纤因焦比退化产生的出射环型斑貌,结合CCD光谱图像特点实施轮廓拟合抽谱方法,把二维CCD光谱图像转换成一维光谱,选取望远镜红端数据进行模拟,采样点在500~600 nm波段范围,在该波段中有铁的发射线。通过与获得的环形斑轮廓卷积研究焦比变化对铁发射线峰的影响。最后,正确阐明在正式巡天观测时主镜前悬挂平场漫反射屏消除环形斑引发的偏差的效果。     

一个巨型望远镜方案

提出一个有特色的巨型望远镜(FGT)方案．其主镜口径为30米，主焦比为1．2，由1095块圆环形子镜构成．采用地平式装置．光学系统包括Nasmyth系统、折轴(Coude)系统和一个大视场系统．提出一个由4个镜面组成的新的Nasmyth系统，在约10′的视场范围内像斑小于爱里斑，达到衍射极限．比传统的Nasmyth系统的衍射极限视场大得多．可在这样的大视场内同时作好几个小区域的衍射极限的观测．当由Nasmyth系统转换到折轴系统和大视场系统时，采用主动光学技术改变子镜的面形、倾斜和平移，产生一个新的主镜面形，使折轴系统和大视场系统都能得到很好的像质．大视场系统的视场直径25′，场曲轻微，并有可能校正大气色散．给出了子镜面形和位置的公差，并讨论了望远镜的装置和结构,方案中的特色和创新对未来大望远镜的研制有普遍意义．     

用ANSYS优化一米望远镜主镜18点底支承位置

一米级天文望远镜主镜常采用18点底支承设计,以降低主镜面在重力作用下产生的变形误差。为了确保镜面变形达到设计要求的精度,必须要设计出最佳的支承位置。综合利用有限元分析软件ANSYS提供的零阶、一阶、随机搜索等优化工具对支承位置进行优化分析,可以找到最佳设计,实践证明这是一种快速有效的优化方法。     

月黑风高 怀柔试镜——初试Φ153F4.9折射镜

φ153口径、F4.9焦比的折射镜的确在国外的产品目录上都少见,本人也曾谈到,“目前尚未见过国产F6以下折射镜能说像质优秀的”。近日试用了天狼F750-153折射镜后,有了新的感觉。该镜外观黑白相间,主体为白色,调焦座为黑色,遮光罩与主镜体连结处有一道黑圈,外观清纯典雅。通体金属,让人充满信心。斜齿驱     

极大望远镜桁架式镜筒设计及优化

极大望远镜由于其口径大、焦比快的特点,与大、中、小型望远镜相比在镜筒设计上有更高的位置精度和动力学要求.为了设计满足要求的极大望远镜镜筒,保证极大望远镜成像质量,根据中国极大望远镜的镜筒设计参数与要求设计了笼式镜筒和脚架镜筒.通过对比评估,确定最优方案,并对最优方案进行优化.经过分析优化,极大望远镜的镜筒采用脚架结构,主副镜轴向最大相对位移1.61 mm,径向最大相对位移4.58 mm,最大相对偏转角1.29′,镜筒固有频率4.21 Hz,满足设计要求.首次针对极大望远镜设计满足要求的全钢材脚架式镜筒,为极大望远镜,焦比快的望远镜在这方面的工作提供了技术储备.     

基于波纹管的气压式力促动器设计与实测

针对2 m环形太阳望远镜主镜轴向支撑设计需求和指标,研制了一种基于波纹管的气压式力促动器,开展了全面实验测试。该气压式力促动器采用可伸缩高强度、高弹性金属波纹管作为核心器件,采用线性轴承作为导向机构,并集成单向压力传感器作为力反馈元件,同时在设计中考虑了安装调整工艺便捷性。经测试,该气压式力促动器单向输出力达200 N,输入气压与输出力线性度误差小于2%,力分辨率小于0.23 N,闭环力精度优于±0.3 N。测试结果验证了该气压式力促动器原理和结构简单,安装维护工艺良好,达到了设计指标,可满足2 m环形太阳望远镜主镜轴向支撑的需求。研制工作为气压式力促动器的设计细节改进及主镜支撑系统的工艺优化奠定了基础,并可为其它精密光学镜面支撑系统的工程应用提供参考。     

如何选择一款合适的新品整机

天狼近期推出的TQI-102T型“轻骑兵”号、TQ2-102T型“矮脚狮”号、TQ3-102T型“吞噬者”号及TQ-PG型“百变狼”号系列天文发烧器材成品整机,前三款主镜均采用4英寸(102mm)F/6折射镜,该主镜从遮光罩到调焦系统全部为金属结构,除镜盖外没有一只塑料件。物     

1.2米主镜和望远镜的二维哈特曼定量检验

对云南天文台1.2米非球面主镜和1.2米地平式望远镜进行了二维哈特曼定量检验。在主镜的哈特曼检验中,对哈特曼屏孔板的几何参数进行了最佳选取。通过检测得到了1.2米主镜和望远镜系统的光能集中度、最佳焦平面处的点列图分布以及1.2米主镜的面型偏差分布。     

2.4米主镜反射膜膜厚均匀性的优化设计

膜厚均匀性是制备高性能光学薄膜的一项重要指标。为进一步提高2.4 m主镜反射膜膜厚均匀性,针对大口径望远镜镀膜设计了膜厚均匀性优化方案。基于真空热蒸发遵循的余弦分布律,结合ZZ3200型真空镀膜机的几何结构和望远镜镀膜的实际需求,编写膜厚计算程序,模拟膜厚理论分布情况,给出膜厚优化设计方法和优化结果。方法一：在蒸发源内侧合适的位置加入修正挡板,结果表明,挡板的曲率半径安装误差在3 mm以内,膜厚均匀性峰谷(Peak to Valley, PV)值由不加挡板时的15%下降到4%,该方法具有一定的普适性,但是挡板安装位置要精确控制;方法二：结合反射主镜中间的圆孔结构,设计双圈蒸发源,结果表明,当内外圈蒸发源的中心距分别为10 cm和130 cm,且满足外圈蒸发源的数量为内圈的12倍时,膜厚均匀性峰谷值为1.85%。该方法是针对中心具有圆孔镜面设计的,适用于大多数反射式天文望远镜镀膜。     

低纬子午环光路系统的完善

本文介绍了低纬子午环的在像状况,以及针对主镜和副镜的镜室设计和装配中的不当之处所作的修改情况,分析了进行这些修改必要性。