中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

大口径反射式天文望远镜镜面的金属高反射膜的使用寿命通常为12至18个月，膜层必须定期得到更新。由于镜面的口径大而重、附件多等一些特殊的情况，要求根据镜面的特点来设计和制造镀膜设备，从而能安全、方便、及时地完成对镜面膜层的更新任务。

金属高反射膜的镀制常采用蒸发镀膜技术，即在高真空下，快速蒸发作为高反材料的金属使其在镜面上迅速沉积成膜。要得到机械性能和光学性能都良好的金属薄膜，必须使镀膜系统的真空度高、真空环境好，同时还要求膜层的均匀性好。

本文主要对LAMOST子镜膜层更新系统中的蒸发源进行设计，来解决膜层均匀性问题。考虑到维护方便等因素，LAMOST子镜最好能保持在子镜室内，连同镜室一起进行镀膜，在这种状态下，子镜在镀膜过程中不能转动，所以，只有通过合理选择蒸发源的个数、排布形式以及源基距，才能实现膜层均匀性优于±5%的要求。

文章首先介绍了国外一些具有代表性的大口径天文望远镜镜面铝膜更新方面的成功经验，提出了LAMOST子镜镀膜系统中的蒸发源几何结构设计方案，分析了它的实用性和可行性。接着阐述了蒸镀技术和工艺，指出了在进行蒸发源几何结构设计中要注意的一些问题。然后，讨论了点蒸发源的发射特性，介绍了常用的钨丝点源的类型和铝丝的钩挂方式。接下来选取钨丝作为点蒸发源，将多个点源均匀地分布在一个圆周上，并与LAMOST子镜建立模型，形成一个蒸发沉积系统。

通过调整蒸发源分布的半径和源基距，计算了蒸发系统结构参数的变化对膜层均匀性的影响。最后，选定了12 个钨丝，把其分布的半径定为0.55m，源基距定为0.8m，计算了膜层均匀性，并讨论了实现均匀性在±5%以内所采用的修正挡板的设计方法。文章还把这种蒸发源结构建模的方法用于各个口径级别的望远镜镜面上，归纳总结了大口径镜面镀膜系统的蒸发源结构设计的基本规律。