望遠鏡的主鏡
不論是在地面、空中或者太空,都仰賴望遠鏡擁有有強大的集光能力。為了滿足收集光的需求,鏡子通常被生產為由單塊玻璃鑄造而成的整體結構;或是被分成多塊小片鏡面,利用這些鏡面共同進行光線聚焦。
測試單片式鏡片
單片是主鏡是由一塊玻璃光罩基板所製成,製作程序是先將其打磨成凹面狀、進行拋光,再按照標準完成鍍膜。
這種重型的光學元件需要堅實的支撐結構,這項條件使它們被限於僅適合運用於地面型望遠鏡。為了突破這項限制,鏡片會透過在鏡片後方採用蜂窩狀或夾層結構的設計來減輕重量。經由這些設計應用,製造者能夠製造出直徑達8公尺的單片反射鏡。
在製造過程中必須檢驗這些鏡片的外形、波紋度以及粗糙度,以作為拋光程序的準則並確保其成品效能。鏡片需先進行使用範圍內各方向的運作測試,以知曉當重力荷重產生變化時,鏡片形狀所出現的改變。大曲率半徑需要與測量儀器距離數公尺或數十公尺,這段距離會引起劇烈的振動和亂流,導致相移式干涉儀無法使用。在特殊情況下,when several monolithic mirrors are used as segments of a single primary,如:巨型麥哲倫望遠鏡(GMT),可能會產生非球面的形狀變化,使測試過程變得更加困難。
測試分割式鏡片
單片式鏡片對於空中、太空和正像望遠鏡而言重量負擔過大,因此會將主鏡分成幾塊小鏡面,這些小鏡面的總集光量,等同於單一塊大鏡面的集光量。比如歐洲極大望遠鏡 (ELT),它使用了將近800個六邊形的小鏡面組合為主鏡。使用分割式鏡片大大地減輕重量,但對於製造和校準則是一項新的挑戰。
4D PhaseCam 泰曼-格林干涉儀具有以下優點:
- 抗振測量技術,讓能夠使用的環境類型增加,例如低溫真空測試或長距離測試路徑。
- 小體積的設計,使其能夠應用於狹窄空間。
- on-axis design,使測量的精準度提高,特別是在測量球面元件時。
- 測試和參照之間的效能能夠以無損的方式進行調整。
NanoCam HD 表面輪廓儀用於測量小型和大型鏡片的表面粗糙度。 攜帶式 NanoCam HD 可以直接放置在鏡片或分割式鏡片上進行測量。它也可以在機器人定位系統或龍門架上測量大鏡面,或安裝在分段拋光系統內以執行運作。
4D 的 PhaseCam MW能夠使分段的鏡面與次波長實現校準。 這項功能對於韋伯太空望遠鏡在發射後能夠在太空中有效使用及進行校正其鏡片組件是相當重要的。
Related Products
相關產品連結
PhaseCam
4D Technology的PhaseCam全系列產品,在高性能和功能創新方面不斷領先業界。4D PhaseCAM雷射干涉儀支援多種波段,從可見光到 3.39 um的波長範圍。
PhaseCam MW
PhaseCam® MWIR 以及 LWIR 同樣採用專利的 Dynamic Interferometry® 技術,另外值得一提的是,PhaseCam® MWIR 以及 LWIR 在機台側邊可配達的第二個輸出埠。
Technical Resources
技術文件下載
Optical Metrology for Space and Terrestrial Telescope Optics
A paper that explores how Dynamic Interferometry measures in adverse conditions, providing in-situ feedback and that allows for faster, more confident production of large mirrors and space-based optics.
Measurement of Space Optics and Structures
An overview of the techniques and configurations used to build dynamic interferometers and measurement results for a variety of space-based optical components as well as the structures that hold them under simulated space-flight conditions. These techniques and configurations have applicability for many non-space applications as well.