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C.F. Claver (NOAO), L. Seppala (LLNL), M. Liang (NOAO), K. Gilmore (SLAC), W. Gressler (NOAO), V. Krabbendam (NOAO), D. Niell (NOAO), S. Oliver (LLNL), J. Sebag (NOAO) and the LSST Collaboration EF3Cdu{]P >h0-; 文章來源:Performance and Analysis of the LSST Optical System U!U$x74D5 @2'Mt}R> LSST使用了一個(gè)改良的Paul-Baker三反射鏡光學(xué)設(shè)計(jì),包含8.4m的主鏡、3.4m的次鏡和5m的第二次鏡。系統(tǒng)開始向更深、更寬范圍以及更快的任務(wù)演變。主和第二次級表面的曲率半徑很接近保障可以從單個(gè)基底制造兩個(gè)反射鏡。這種獨(dú)特的設(shè)計(jì),稱為M1M3整料,在操作對準(zhǔn)和改進(jìn)的結(jié)構(gòu)剛度期間,就減少自由度方面為其他環(huán)形主面提供了顯著的優(yōu)勢。為三反射鏡望遠(yuǎn)鏡提供了一個(gè)三元屈光校正器,在64cm平坦焦面上、在具有出色成像質(zhì)量的6個(gè)光譜帶上產(chǎn)生3.5度全視場。最近的設(shè)計(jì)優(yōu)化包括了三個(gè)相機(jī)鏡頭的零位補(bǔ)償檢驗(yàn),產(chǎn)生了更加簡單的參數(shù)配置,減少了次鏡的非球面性。并進(jìn)行了透鏡位移、重力畸變、玻璃質(zhì)量和制造誤差的光學(xué)效應(yīng)的詳細(xì)分析,表明該系統(tǒng)在工業(yè)制造能力以內(nèi)是很好的。雜散射光分析表明LSST能夠?qū)崿F(xiàn)它的信噪比要求。在反射鏡、抗反射和濾波涂層的發(fā)展上已經(jīng)取得進(jìn)一步的成果,表明系統(tǒng)的吞吐量已經(jīng)滿足了測量的深度要求并超過了濾波抑制要求。 r{l(O,|e !,V{zTR 反射鏡測試 cuy1DDl rV08ad 第一和第三反射表面將制造成單個(gè)鏡坯,每個(gè)表面適用于光學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。M1和M3之間關(guān)系實(shí)現(xiàn)是通過同步光學(xué)測試、激光跟蹤定位和機(jī)械偏心測量的組合實(shí)現(xiàn)的。 _uc
hU= $!&*xrrNM 凸?fàn)畹亩夌R面限制為遠(yuǎn)離一個(gè)球面19微米的非球面。在12個(gè)子孔徑內(nèi)使用矩陣光學(xué)試驗(yàn)可以測量該表面。在試驗(yàn)中具有受限靈敏度的低階表面誤差可以很容易改正。 |$5[(6T| AL>$HB$ 光學(xué)設(shè)計(jì) Sb~MQ_ k'0Pi6 Q0EiEX) 在LSST光學(xué)設(shè)計(jì)的中心是一個(gè)三反射鏡系統(tǒng),起源于Mersenne-Schmidt族的光學(xué)系統(tǒng),可以在非常寬的視場產(chǎn)生非常好的成像質(zhì)量。LSST系統(tǒng)添加了一個(gè)三元屈光相機(jī)來進(jìn)一步提高成像質(zhì)量,補(bǔ)償來自于濾光片和dewer窗口的色差,并且使焦平面平坦。半月形濾光片基板保持光束的遠(yuǎn)心充滿全視場,從而消除在濾光片響應(yīng)時(shí)的任何波長偏移。L3的厚度由需求的應(yīng)力安全余量決定,可以用作dewar窗口和真空擋板。生成的圖像質(zhì)量在50%處(下曲線)<0.2",在80%能量環(huán)繞處(上曲線)<0.3"橫跨整個(gè)可視光譜(330-1080Å)。 UTXSeNP vWGwVH/K Um&(&?Xf 透鏡零位校驗(yàn) y!!2WHvE yj^+G U8
nH;}i 三個(gè)屈光元件的每個(gè)零位校驗(yàn)作為最終設(shè)計(jì)優(yōu)化的一部分?梢酝ㄟ^整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)非球面項(xiàng)的平衡來簡化可制造性。最后,L1保持了完全球面光學(xué),L2上非常小的非球面量引起了一個(gè)簡單的零位校驗(yàn)及M2上非球面性的降低,同樣的在L3上添加的非球面性極大的簡化了它的零點(diǎn)校驗(yàn)。每個(gè)零點(diǎn)校驗(yàn)均是沿著重力的取向?qū)嵤Mㄟ^在它們首選操作取向上校驗(yàn)透鏡,可以補(bǔ)償由重力扭曲導(dǎo)致的1階光學(xué)誤差。 [jmd q$=#A7H>3) 雜散&散射光分析 W.kM7z>G -[-wkC8a 在FRED軟件包(Photon Engineering,LLC)中使用非序列光線追跡模型可以完成LSST散射光分析。LSST散射光模型包含了所有光學(xué)元件以及結(jié)構(gòu)元件,表現(xiàn)為圓頂(1),望遠(yuǎn)鏡裝置(2),和相機(jī)組件(3)。每個(gè)光學(xué)表面賦予微表面粗糙規(guī)格及顆粒清潔度,非光學(xué)表面賦予Z306 Aeroglaze(涂黑處理)。 L|p
Z$HB O{#=d )ZN|t?| l+V>]?j i':C)7
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