基于AIMS的高精度K镜消旋技术研究
批准号:
11703072
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
29.0 万元
负责人:
徐崧博
依托单位:
学科分类:
光学、紫外和红外天文技术和方法
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王鹏、孙哲、董荣光、柳牧龙、廖剑文
中文摘要
大型天文望远镜中存在由于不同坐标系转换造成的物方视场旋转和望远镜内部光路中折轴平面反射镜之间的相对转动造成的像方视场旋转。为了提高空间分辨率和获得稳定的图像,需对视场旋转进行补偿(消旋)。利用高精度K镜消旋是我国大型天文望远镜建设的关键技术。本项目研究将通过光学设计优化,误差分析与数学建模,以及K镜高精度调节结构设计,为K镜高精度装调提供依据和途径。通过自准直原理以及像点运动轨迹判定,完成K镜光轴、旋转轴以及望远镜光轴的同轴安装。本研究将完成一套原理样机,实现大口径望远镜高质量高稳定性观测图像获取,为国家自然科学基金重大仪器项目“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(AIMS)提供支持,也可用于其他具有类似功能需求的大型天文望远镜。
英文摘要
Two kinds of field rotation occur in large optical telescopes. One is caused by the coordinate transformation between horizontal coordinate system and equatorial coordinate system; the other is caused by the mutual rotation among fold mirrors in telescope. In order to get a high spatial resolution and stationary image, field rotation compensation is required. Now K mirror technology, as an image derotator, is widely applied in large aperture telescopes and is being the important developing direction for the giant astronomical telescopes construction plan of China. In this program, the precision adjustment is carefully considered from the point of optical design to mechanical design. Using the principle of auto-collimation and the approximation of the moving track of the image, the tree axis including the rotating axis and optical axis of K mirrors as well as the optical axis of the telescope, will be accurately assembled to be coaxial. This program will supply a prototype of K mirror system to get a stationary and high-quality observation images for the telescope. The research will provide AIMS program with technical support and also can be used to the other similar large aperture telescope in China.
大型天文望远镜中存在由于不同坐标系转换造成的物方视场旋转和望远镜内部光路中折轴平面反射镜之间的相对转动造成的像方视场旋转。为了获得稳定的图像,需对视场旋转进行消旋补偿,因此利用高精度消旋是我国大型天文望远镜建设的关键技术。.本项目研究将对5镜消旋系统的原理、光学设计优化、误差来源与其对消旋性能影响进行了深入研究和分析。经优化设计后5镜消旋镜系统可实现消除像旋的效果。通过消旋镜高精度调节机构和转台的结构设计,为消旋镜高精度装调提供依据和途径。本研究提出一套切实可行的5镜消旋系统装校方案,采用自准直原理以及像点运动轨迹判定的方法和手段,成果实现了5镜消旋系统的高效率装校。 除此之外,本研究完成了一套原理样机研制,通过试验验证可实现倾斜误差8〞,偏心误差0.05mm的高精度消旋性能。.该项研究为大口径望远镜高质量高稳定性观测图像获取,已成功应用于国家自然科学基金重大仪器项目“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(AIMS),未来也可用于其他具有类似功能需求的大型天文望远镜。
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