大型光学望远镜扇形子镜支撑方法的探讨

基于对大型光学望远镜子镜的要求,比较六边形和扇形两种子镜的优缺点.用有限元法分析扇形子镜在自重下的变形,确定扇形子镜的支撑点数和排列方式.并具体分析了通过18点、24点、27点三种支撑点的排列方式,分别计算不同支撑点下的子镜变形.通过计算表明,27点的支撑方式可以满足子镜的镜面RMS小于10nm的技术要求,并讨论子镜的轴向和侧向支撑方案.计算了在轴向和侧向支撑的条件下,各子镜在水平,垂直以及45°三个极限位置的镜面RMS值.     

LAMOST反射施密特改正镜新型镜罩设计

针对LAMOST反射施密特改正镜的特殊防护及功能要求,经多种方案设计和实验,最终设计和制造了一套新型轻质帘式镜罩系统,并得到了成功应用。首先回顾LAMOST反射施密特改正镜镜罩的功能要求,以及镜罩的样机实验和方案遴选;详细介绍最终选定的新型轻质帘式镜罩系统的具体机械结构、电气控制方法以及现场安装调试等研究设计工作。该新型镜罩主体功能件为轻型布帘罩体,两侧各通过一组滑块联接于两根平行的弯曲C形轨道,并由2组4只电机通过拉线的方式实现电动开闭;为允许反射施密特改正镜可转至竖直位置,轨道的末端采用电动推拉实现弯折,以避免结构干涉。该镜罩已在LAMOST望远镜上投入正常运行,安全性得到了考验和确认。     

YNST光电导行镜机械设计

YNST(云南1m太阳望远镜)光电导行系统的作用除了获取足够清晰的太阳像用作光电导行外,还参与望远镜光轴的校正.介绍了YNST光电导行镜的光学要求、机械设计结果及镜体设计所采用的被动无热化技术.校核了导行镜在阳光辐照下的热变形,计算了导行镜镜筒的最大弯沉,结果表明,所采用的无热化设计是有效的,导行镜刚度满足导行系统要求...     

亚利桑那摄镜记（下篇）

上期谈到了亚利桑那州三大望远镜之一的LBT8米镜,本期续聊其余两款望远镜——KPN04米镜及MMT6．5米镜。 KPN04米镜在70年代投入研究工作,首开当年4米镜风气之先河,另有一台双胞胎镜最建在南半球智利的CRIO天文台．     

摆镜平台寿命试验

摆镜平台是大口径空间天文望远镜图像稳定控制系统中的一个活动部件,为评估其寿命,设计和实现了摆镜平台寿命试验系统,并进行了摆镜平台寿命试验,得到了初步的试验结果.分析了摆镜平台所处的空间环境和工作条件,给出了摆镜平台驱动信号的产生方法和试验加速方法.在分析摆镜平台位移特性的基础上,给出了试验数据的处理方法和失效准则.初步试验的结果表明,摆镜平台在一年的时间里运行正常,在加速因子为5.5的情况下,等效摆镜平台已在卫星上正常工作五年半.     

大型光学望远镜扇形子镜拼接设计及仿真分析

目前,国际上大型望远镜拼接镜面采用的拼接子镜几乎都是六边形而没有采用扇形。比较六边形子镜和扇形子镜各方面的优缺点,建立六边形和扇形子镜的有限元模型,均采用18点轴向支撑,优化支撑方式,计算各子镜在自重作用下,镜面在水平位置,倾斜45°和垂直位置时的变形参数RMS值。结果表明在面积和支撑点数目均相同的条件下,扇形子镜在理论上可以获得与六边形子镜近似的镜面RMS值,但是在实际应用中扇形子镜的支撑,镜面调控与六边形子镜相比将更加复杂困难。     

国产常规光学组合80mm折射镜的终结版——天狼80DS"画师"

如今的中国天文望远镜市场可谓群雄四起、诸侯割据,这也是中国天文望远镜市场日趋成熟的体现,同时也反映了市场竞争的加剧。在这种形势下,天狼公司也不得不改变折射反射、大大小小、高中低档通吃的霸道,宣布暂停反射镜的生产,减缓低档折射镜的投入,确定主攻中档折射镜、开发高档折射镜的方针。     

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     

参考腔模式匹配及其在激光稳频中的应用

窄线宽激光器是光钟的核心部件,也是原子光精密测量的关键仪器。利用参考腔的功率反射率和功率透射率与损耗的关系给出了窄线宽激光器系统稳频中腔镜损耗的理论表达式。对腔镜的实际反射率与损耗进行了实验测量和计算。实验结果表明,优化模式匹配效率,可以进一步减小腔镜损耗。更重要的是,腔镜损耗的优化有助于提高稳频的锁定质量。     

“做一个关心世界和国家命运的人”——喜读温总理的诗《仰望星空》

2007年9月4日,《人民日报》文艺副刊发表了温家宝总理的一首诗： 仰望星空 我仰望星空,它是那样寥廓而深邃;那无穷的真理,让我苦苦地求索、追随。     

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。     

折、反射镜之分辨率比较

1前言 折射镜和反射镜在使用上的争论一直是业余天文界历久不衰的话题。反射镜虽然口径大、价格又便宜,但在拍摄业余天文照片时常会感觉到,反射镜照出来的照片总是比不上折射镜。虽然分辨率好像差不多。即很接近的两颗星可以分得开,但反射镜照出来的色彩总是没有折射镜来得饱和。但若使用大光圈摄星镜时又似乎没这个现象,到底原因是什么呢？让我们探讨一下。     

热爱天文的伽利略

上期《少年天文》栏内有一张猜猜看的图片,一个人正在通过天文望远镜观测星空,他就是热爱天文的大科学家伽利略。公元1564年伽利略诞生在意大利的比萨。他的一生是探索自然,研究科学的一生。他的人生道路很不平坦,他为了科学研究和宣传科学真理,受过当时教会的审判,长期被软禁,得不到人身自由。但是他宁愿蒙受屈辱,也不停止用科学实验和科学观测来捍卫真理。     

大型拼接镜面望远镜子镜装卸装置的研究

自从400 yr前伽利略第1次使用望远镜观测天空以来,人类为了探索更深的宇宙,望远镜的口径越做越大,拼接镜面望远镜成为趋势.本世纪初一批大口径拼接望远镜先后被研制出来,这其中包括我国的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜LAMOST.随着望远镜口径增大,子镜单元增多,子镜单元的装卸问题日益突出.本文试图对这一问题进行探讨,设计了一套用于LAMOST球面主镜的子镜单元装卸装置,希望为大口径望远镜的子镜装卸提供一些思路和借鉴.     

低纬子午环主光路系统的完善

本文介绍了低纬子午环的成像状况 ,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的必要性     

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.     

由两块拼接反射镜组成的光学系统的衍射能量分布

LAMOST的光学系统由反射施密特改正板MA 和球面主镜MB 组成 ,MA 和MB 均为对角径 1 .1m的六角形子镜的拼镜面 .本文计算了星在子午圈上时望远镜观测不同的天区零视场和有视场时的光学系统衍射能量分布 ,还计算了MA 不变MB 改为整块的 6m镜以及MA 和MB 均为对角径 1 .5m的六角形子镜的拼镜面的衍射能量分布 .对这些计算结果进行分析 ,论证了六角形子镜尺寸选择的合理性     

扩束光学系统的自动温度补偿机构设计

扩束光学系统对温度有较高的敏感度,为了减小温度对光学系统的影响,设计了一种自动温度补偿机构。该机构通过材料之间热膨胀系数不同进行相互补偿,从而保证镜间距的稳定性,并且通过ANSYS软件分析扩束系统温度从20℃升高到30℃,40℃和50℃时,主次镜镜间距的变化量,最后通过ZMAX软件对变化后的系统进行光学仿真分析。分析结果表明,未采用自动温度补偿机构设计,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.027 22 mm, 0.054 43 mm和0.081 64 mm,系统波前误差均方根(Root Mean Square, RMS)从0.001 3λ变为1.389 8λ, 2.778 2λ和4.165 6λ(λ=632.8 nm),无法满足光学成像质量要求;而采用自动温度补偿结构设计后,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.000 05 mm, 0.000 09 mm和0.000 14 mm,系统波前误差均方根从0.001 3λ变为0.002 6λ,0.004 6λ和0.007 2λ,仍然可以满足光学成像质量要求。因此该自动温度补偿机构可以有效地抑制大温差对扩束光学系统成像质量的影响。     

ASO-S/FMG稳像系统的柔性支撑摆镜设计与仿真

全日面矢量磁像仪(Full-disk vector MagnetoGraph, FMG)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)的主载荷之一,摆镜作为FMG稳像系统的重要组成部分,其力学性能是决定载荷观测指标的重要一环,需要对其进行仿真.设计了一种侧面固定的柔性支撑镜体结构,通过调整垫片厚度,可以得到由弹性压片提供的不同大小支持力.为了确定合理的支持力范围,建立3种不同参数模型,使用有限元软件对摆镜模型进行了在轨无重力环境的静力学仿真以及摆镜摆动频率为100 Hz、摆幅为±0.1 mrad时的动力学仿真,并进一步分析了地面有重力试验环境对面形的影响.仿真结果表明所设计的摆镜机构模型均满足通光口径内静态和动态的面形波峰波谷差(PeakValley, PV)小于1/10波长,面形均方根误差(Root Mean Square, RMS)小于1/40波长的光学系统要求,地面有重力环境不会对面形产生显著影响.在仿真结果的基础上,对其中一种模型进行加工装配和实际测试,测试结果表明摆镜结构设计合理,仿真计算结果有效.     

从伽利略到克拉克折射望远镜发展纵横谈

折射望远镜是“天文望远镜”这个大家族中两个最基本的成员或类型之一,第一架天文望远镜就是一架折射望远镜。早期的折射镜越造越长,这是为了克服或者减少折射镜所面临的色差和球差的问题。消色差折射望远镜的诞生将长镜身望远镜完全消灭。此后,消色差折射望远镜口径尺寸越来越大,到了19世纪中叶,大型折射望远镜在世界各地纷纷建立起来……