LAMOST光谱仪真空相机结构关键技术研究

NIAOT OpenIR > 学位论文

	LAMOST光谱仪真空相机结构关键技术研究
	陈文亮
学位类型	硕士
导师	侯永辉 ; 陈忆
	2017-05
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位专业	工学硕士
关键词	Lamost望远镜光谱仪真空相机结构设计与优化
摘要	LAMOST是我国自主创新研制的主动反射施密特望远镜，创造性地应用主动光学技术，突破了望远镜大口径与大视场难以兼得的瓶颈，是目前世界上口径最大的大视场望远镜，采用并行可控式光纤定位技术，每次观测可以获得4000个天体的光谱，使得LAMOST成为目前世界上光谱获取率最高的望远镜。LAMOST 2009年通过国家工程竣工验收，随后开展了为期两年的性能测试和一年的先导巡天。2012年开启为期5年的一期巡天，到2017年一期巡天结束时，预计将对外发布900万条光谱，远超过国际上其他巡天项目发布的光谱数总和，为世界上最大的光谱样本集。目前LAMOST望远镜正逐步开展一系列提高望远镜观测效率及运行效率的工作，如研制新的焦面系统以期减少焦面板的挡光从而提高望远镜的通光效率、提高光纤的定位精度、配备更多的光纤定位单元系统。LAMOST光谱仪也同期开展提高光谱仪通光效率方法的工作及中分辨率光谱仪的研制。论文系统分析影响LAMOST光谱仪通光效率的各个因素，综合考虑目前CCD支撑结构会产生25%的挡光，是影响光谱仪通光效率的主要因素，减少CCD支撑系统的挡光可有效提高光谱仪的通光效率。为此开展LAMOST光谱仪真空相机系统关键技术研究，该研究主要将改正镜、照相镜、场镜和CCD整体置于光路中，期望通过减少CCD支撑结构挡光来提高光谱仪的通光效率。LAMOST照相机系统采用真空相机方案，可使得CCD支撑系统由原来直径为100mm的圆优化为61.5mm×60mm的矩形结构。挡光因子由现在的25%降至11.5%。为此，论文开展了LAMOST光谱仪真空相机系统关键技术的研究，并进行了真空相机方案的可行性分析。首先，开展了利用施密特改正镜作为真空相机系统封窗的可行性研究，通过力学分析和实验等技术手段，验证了采用现有改正镜作为真空相机系统的封窗安全性。其次，在完成LAMOST光谱仪真空相机整体结构设计后，对其可行性进行了分析，包括：对CCD支撑机构进行设计与可行性分析，通过重力载荷、温度载荷分析CCD靶面和CCD支撑机构的影响，并分析了温度波动对CCD稳定性能的影响；计算了热辐射对CCD超低温辐射时功率损耗，分析结果表明，半导体制冷可满足LAMOST CCD的制冷需求，进行了照相镜结构设计与支撑架的结构优化设计。最后，完成LAMOST光谱仪真空相机关键结构设计。该课题涉及的关键技术方法的研究可为我国12米望远镜以及极大望远镜开展系外类地行星观测的高分辨率光谱仪的真空系统提供必要的技术储备。
学科领域	精密仪器及机械
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/1394
专题	学位论文
作者单位	南京天文光学技术研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	陈文亮. LAMOST光谱仪真空相机结构关键技术研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2017.