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2.4米望远镜鬼像的研究与消除
  • 项目名称:2.4米望远镜鬼像的研究与消除
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:11003042
  • 申请代码:A0308
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:伦宝利
  • 负责人职称:工程师
  • 依托单位:中国科学院云南天文台
  • 批准年度:2010
中文摘要:

云南天文台2.4米望远镜,设计有宽视场改正镜,从而在卡焦焦面上有40"的视场。在2008年4月望远镜验收时,发现在4.4"的平场图像中存在强度约2%的鬼像。鬼像的存在严重影响了2.4米望远镜在大视场的测光观测的精度,本项目通过研究鬼像的成因,进而找到解决方法,消除鬼像。鬼像一般是由透镜光学系统中的透镜表面发生二次反射引起的,可以通过镀制减反射膜来消减鬼像。本项目首先利用光学设计软件zemax结合2.4米望远镜光学系统参数,分析鬼像产生的机理,找到可以产生鬼像的关键面,判断鬼像是否与已经观测到的平场上的鬼像相符。由于现有探测器的视场只有4.4",还需要判断在现有探测器的视场外,是否还存在其它未发现的鬼像,并设计实验加以验证。分析所有的模拟结果,计算改正镜镀减反射膜的反射率要求,并结合2.4米望远镜的实际情况,为改正镜镀制超宽带减反射膜,就可以消除2.4米望远镜的鬼像。

结论摘要:

云南天文台 2.4 米望远镜,设计有宽视场改正镜,从而在卡焦焦面上可获得40"的视场。在2008年4月望远镜验收时,发现在平场图像中存在强度约 2%的类似主镜结构的鬼像。鬼像的存在严重影响了2.4米望远镜在大视场的测光观测的精度,我们围绕消除2.4米望远镜在宽场模式下存在的鬼像问题,进行了深入的研究。首先,我们分析了鬼像的强度、尺寸、形状,分析鬼像产生的机理,通过模拟计算,找到产生鬼像的关键因素;分析表明,由于2.4米望远镜是开放式的望远镜,主镜长期与空气接触,表面沉积了一层灰尘,当来自观测目标及的光线照射到主镜的灰尘上,发生散射,而主镜在改正镜组的光学系统上的共轭点正好在2.4米望远镜焦面上,使得散射光经过改正镜组恰好在焦面上形成主镜的像,定义为主镜鬼像;另外来自无穷远处观测目标的光线经过改正镜组的二次反射,也可在焦面形成光瞳的像,定义为光瞳鬼像;以上两种鬼像都能在焦面上形成类似主镜的结构,影响望远镜对目标源的观测结果。  针对“鬼像”的形成机制,对能抑制并消除“鬼像”的几个方面进行了深入研究检查主镜及副镜镜面状态,当主镜表面积累较严重的灰尘时,对主镜重新镀膜,防止主镜表面积累灰尘及主镜膜层氧化引起较强的散射光;最终测量结果表明,对主镜进行重新镀膜,保持主镜镜面清洁,已经可以使得鬼像“消失”,淹没在天光背景里。对其它可以减弱消除鬼像的方案进行深入讨论,如对主镜定期使用干冰清洗,保持主镜镜面清洁,延缓主镜镜面灰尘累积速度,抑制主镜产生散射光;对改正镜镀制超宽带减反膜,抑制改正镜的二次反射;重新设计改正镜方案。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 3
  • 1
  • 0
  • 0
  • 0
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