NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
子孔径拼接检验离轴非球面方法的研究
孙杉杉
Subtype硕士
Thesis Advisor郑奕
2016-05
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Keyword离轴非球面 子孔径拼接检验 橄榄形域 对准控制
Abstract天文望远镜的口径直接影响分辨率和集光能力,因此口径越来越大。10米的Keck望远镜创造性的提出、并实现了拼接镜面技术,突破了单一镜面口径的限制。目前正在建造光学望远镜欧洲极大望远镜(European Extremely Large Telescope,E-ELT)、三十米望远镜(Thirty Meter Telescope,TMT)都采用了拼接镜面技术。这些望远镜的主镜都由数百块离轴非球面拼接而成,其面形检验是工程的主要难点。本文对拼镜面望远镜普遍使用的1.5米离轴非球面,提出使用子孔径拼接进行面形检测的方法,主要的工作有:

 1. 离轴子镜的非球面度分析:首先根据最少材料去除量的原则,编制了最接近球面的计算程序,使用三十米望远镜参数,计算出其最接近球面的大小;其次,使用Zernike多项式对离轴子镜面形进行分析,结果表明离焦、像散和慧差是主要组成部分。

2. 拼接栅格设计与近零补偿方法:综合考虑子孔径大小、重叠区域面积、像差补偿量,提出了6次、13次、25次拼接的栅格方案;通过数值计算,对450mm和600mm子孔径使用近零补偿的方案进行可行性验证。

3. 拼接重叠区上的正交多项式分析方法:重叠区域上(橄榄形域)的数据处理对拼接精度很重要,首先推导了橄榄形域的数学表达式,然后采用非迭代正交方法将Zernike多项式在橄榄形域进行了正交化,获得了前15项多项式的表达式,最后对其应用做了介绍。

4. 检测平台设计和对准方法的分析:提出使用五轴机床平台来检测离轴非球面,阐释了涉及的主镜坐标系、子镜坐标系、局部坐标系和机床坐标系,及其相互转换方法,进而推导出干涉仪和镜面的相对运动公式。
 
研究内容有望使用在大口径离轴非球面的子孔径拼接检验中。
Subject Area天文技术与方法
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/1290
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
大口径光学技术研究室_学位论文
Affiliation南京天文光学技术研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
孙杉杉. 子孔径拼接检验离轴非球面方法的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2016.
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