增大望遠(yuǎn)鏡的口徑能提高望遠(yuǎn)鏡的成像分辨率和集光能力。自1609年伽利略發(fā)明世界上首臺望遠(yuǎn)鏡誕生以來,不斷增大望遠(yuǎn)鏡的口徑成為人們堅(jiān)定不渝的追求。由于加工能力的限制,目前世界上能制造的最大的天基望遠(yuǎn)鏡和地基望遠(yuǎn)鏡口徑分別為2.4米和8.4米。繼續(xù)增大望遠(yuǎn)鏡的口徑成為人們進(jìn)一步探索外太空需解決的重要問題。子孔徑拼接技術(shù)一經(jīng)提出便受到廣泛關(guān)注。子孔徑拼接技術(shù)無需考慮大口徑主鏡難以加工的問題,通過多塊小口徑子鏡拼接組成更大口徑的主鏡。目前,國內(nèi)外多臺反射式拼接望遠(yuǎn)鏡已投入應(yīng)用。然而口徑的增大使反射鏡面密度大、面型公差緊的問題難以忽略。薄膜衍射元件面型公差寬松、體積小、質(zhì)量輕,國內(nèi)外已先后研制了以薄膜衍射元件作為主鏡的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。由于薄膜衍射元件目前能加工的極限口徑仍達(dá)不到大口徑望遠(yuǎn)鏡所需量級,結(jié)合子孔徑拼接技術(shù)的薄膜拼接望遠(yuǎn)鏡是下一代大口徑望遠(yuǎn)鏡的主流。拼接失調(diào)誤差是拼接過程中子鏡偏離理想位置的誤差。當(dāng)拼接失調(diào)誤差存在,各子鏡焦點(diǎn)難以重合,焦平面相位難以保持一致,成像系統(tǒng)無法達(dá)到同等口徑下單面鏡的成像效果。因此拼接失調(diào)誤差的校正是拼接鏡投入應(yīng)用需解決的關(guān)鍵問題。根據(jù)文獻(xiàn),拼接式反射鏡失調(diào)誤差的... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

大型拼接式望遠(yuǎn)鏡（a）KECK望遠(yuǎn)鏡（b）SALT望遠(yuǎn)鏡（c）GTC望遠(yuǎn)鏡

大口徑拼接薄膜望遠(yuǎn)鏡拼接失調(diào)誤差校正研究4圖1.2薄膜衍射元件。（a）菲涅爾波帶片；（b）光子篩Fig.1.2Figureofthinfilmdiffractionelement.（a）FZP;（b）PS如圖1.2（a）所示的菲涅爾波帶片由變間距的同心圓環(huán)組成[17]。圓環(huán)的排布使得透過每個(gè)環(huán)帶的光在焦點(diǎn)處相長疊加。菲涅爾波帶片的物象關(guān)系滿足透鏡成像公式，因此菲涅爾波帶片又稱菲涅爾透鏡。光子篩，如圖1.2（b）所示，采用隨機(jī)分布的圓孔代替菲涅爾波帶片的圓環(huán)，通過控制圓孔的大小以達(dá)到光線在焦點(diǎn)處相長疊加的目的[18][19]。作為替代反射鏡的新一代望遠(yuǎn)鏡成像元件，薄膜衍射元件目前已在國內(nèi)外被廣泛地研究和應(yīng)用。1998年，美國LLNL實(shí)驗(yàn)室開展的“眼鏡”項(xiàng)目（Eyeglass）提出了衍射元件應(yīng)用于望遠(yuǎn)鏡的方案[20][21]，如圖1.3（a）所示。2010年法國科林小組研制了口徑為200mm的菲涅爾透鏡，2011年美國LLNL實(shí)驗(yàn)室研制了口徑為0.8m的衍射薄膜鏡[22]。2015年美國空軍學(xué)院研制了獵鷹衛(wèi)星-7（FalconSat-7），該衛(wèi)星搭載口徑0.2米的光子篩[23]，如圖1.3（b）所示。

第1章緒論5圖1.3國外薄膜衍射望遠(yuǎn)鏡主鏡（a）“眼鏡”項(xiàng)目（b）獵鷹計(jì)劃Fig.1.3Mainmirrorofthinfilmdiffractiontelescopeabroad.（a）Eyeglass（b）FalconSat-7國內(nèi)，2011年中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研制了口徑為150mm的薄膜鏡，如圖1.4（a）所示。2014年中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研制了口徑為400mm的薄膜望遠(yuǎn)鏡[24]，如圖1.4（b）所示。2016年北京空間機(jī)電研究所與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研制了口徑為400mm的薄膜衍射透鏡[25]。2017年長春光機(jī)所研制出口徑為300mm衍射成像系統(tǒng)[26]。此外，蘇州大學(xué)、長春理工大學(xué)、四川大學(xué)等高校也開展了薄膜衍射成像系統(tǒng)的相關(guān)研究[27][28][29]。圖1.4國內(nèi)薄膜衍射望遠(yuǎn)鏡主鏡（a）150mm口徑薄膜鏡（b）400mm口徑薄膜鏡Fig.1.4ThinfilmdiffractiontelescopedevelopedbyChina（a）150mmdiameterfilmmirror（b）400mmdiameterfilmmirror

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]多波前校正器解耦控制技術(shù)研究[D]. 劉文勁.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2014
[4]多層衍射光學(xué)元件衍射效率的研究[D]. 楊亮亮.長春理工大學(xué) 2013
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碩士論文
[1]菲涅爾透鏡拼接失調(diào)誤差分析與仿真[D]. 蘇金炎.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2017
[2]二元微結(jié)構(gòu)光學(xué)主鏡拼接對準(zhǔn)檢測技術(shù)[D]. 周旭東.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[3]大口徑平面微結(jié)構(gòu)光子篩設(shè)計(jì)與成像特性研究[D]. 陳志峰.蘇州大學(xué) 2010
[4]光學(xué)稀疏孔徑成像系統(tǒng)原理與位相誤差研究[D]. 丁馳竹.浙江大學(xué) 2008
[5]模擬退火算法的原理及算法在優(yōu)化問題上的應(yīng)用[D]. 龐峰.吉林大學(xué) 2006



本文編號：3540793