LAMOST子镜镀膜研究进展

对大口径光学/红外天文望远镜而言,为保障其稳定高效运行,镜面镀膜是重要的维护环节之一.镀膜质量的好坏直接影响镜面光学反射率的高低,也严重影响到天文望远镜的成像质量、观测效率.国家重大科技基础设施—大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope, LAMOST,又名郭守敬望远镜)自2009年6月通过国家竣工验收并逐步投入巡天观测,目前已进入第2个5 yr巡天计划阶段,取得近两千万的光谱产出和大批高显示度的科学成果. LAMOST共拥有24块施密特改正镜子镜和37块球面主镜子镜,为了确保在野外恶劣观测环境下镜面反射率维持在较高水平,每年要对大批子镜进行镀膜.主要介绍了镀膜需求、镀膜设备,并基于大量实验和多年的完善探索出一套可行的镀膜工艺流程,确保了LAMOST子镜极高的镀膜质量.镀膜后子镜平均反射率高达90%以上,满足了LAMOST光谱巡天的镜面反射率要求.     

大口径离轴非球面镜预应力环抛方法研究

提出了一种加工离轴非球面的预应力环抛方法,基于预应力加工方法的基本原理,利用环抛机来磨制离轴非球面.设计了一套专门的加载装置,将拼接镜面中具有不同离轴量的非球面子镜转化成曲率半径相同的球面子镜进行磨制,可以在同一台环抛机上进行抛光.利用这种方法,花费连续40 h的时间,磨制了一块按照中国30 m极大口径望远镜(CFGT)主镜参数比例缩小的离轴抛物面,顶点曲率半径21.6 m,离轴量3.6 m,离轴口径为330 mm,最大非球面度为16μm.试验表明该方法效率高,适用于批量加工,特别是极大口径天文望远镜拼接主镜的大批量非球面子镜研制.     

离轴二次曲面面型参数测量归算方法的研究

为了在制造过程中保证离轴非球面的光学特性,需要对其主要的面型参数进行严格控制,除了常规形式的顶点曲率半径和非球面系数外,还需要控制镜面的离轴量和离轴角.本文基于普通的二次曲面方程,推导了在新坐标系下的二次曲面表达式,并在这个坐标系下,利用Powell共轭方向法求取镜面的顶点曲率半径、二次曲面系数、离轴量和离轴角.通过对抛物面和双曲面两种形式不同外形的镜面数据的计算,拟合的RMS值可以达到10nm的精度,从而表明该测量计算方法可以有效地控制离轴面加工时的参数误差.     

大口径快焦比凸双曲面拼接检测方法研究

分析比较了几种常用的检测大口径凸非球面镜的方法.在此基础上,针对经典的Hindle法检测大口径快焦比凸双曲面时所需的标准球面镜口径过大的问题,提出用两套Hindle光路配合检验的方法,用其中一套光路检测被检镜的中心区域,用另一套光路检测其边缘区域,两套光路采用的标准球面镜对口径的需求明显变小.根据两次检测的结果,通过算法实现数据"拼接",从而得到被检面的整个面形信息.     

离轴扇形镜面非球面度的计算

我国天文学家提出了中国30m口径巨型望远镜(CFGT)建议。它的主镜是由17种不同类型的离轴非球面子镜呈圆环形排列拼接而成。考虑了这些子镜磨制过程中有关参数的计算方法，比较了不同的约束条件下的非球面度，给出了每一种非球面子镜在最佳约束条件下的最接近比较球面半径和最大非球面度，并绘制出了子镜镜面上每一点磨削量的三维图，可供将来子镜磨制作为参考。