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望远镜主镜面形误差的指标制定、分析以及评价方法对主镜加工具有重要的指导意义。提出一种结构函数分析方法,利用它分析了大气湍流对望远镜系统成像质量的影响,制定出主镜面形加工误差的指标要求;通过建立泽尼克多项式与结构函数的直接转化关系,实现了对主镜面形误差的有效评价,给出了具体的转化步骤及结果;通过巨型麦哲伦望远镜(GMT)实例对分析过程进行了具体说明。结构函数分析方法与整镜均方根(RMS)波像差等方法相比,能更准确及完善地评价望远镜主镜的面形误差,对镜面加工更具指导意义。
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激光与光电子学进展
48
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2011
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○
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2011
《中国激光》杂志社
望远镜主镜面形误差的结构函数分析方法
张振铎
(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春
130033
)
摘要
望远镜主镜面形误差的指标制定、分析以及评价方法对主镜加工具有重要的 指 导意义。提出 一 种结构 函 数
分析方法
,利用它分析了大气湍流对望远镜系统成像质量的影响,制定出主镜面形 加 工误差 的 指标要 求;通过 建 立
泽尼克多项式与结构函数的直接转化关系,实现了对主镜面形误差的有效评价,给 出 了具体 的 转化步 骤 及结果;通
过巨型麦哲伦望远镜(
GMT
)实例对分析过程进行了具体说明。结构函数分析 方 法与整 镜 均方根(
RMS
)波 像 差等
方法相比,能更准确及完善地评价望远镜主镜的面形误差,对镜面加工更具指导意义。
关键词
光学加工;结构函数;面形误差;望远镜主镜;大气湍流
中图分类号
P111
文献标识码
A
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220.4610
;
120.6650
;
010.1330
收稿日期:
20110817
;收到修 改稿日期 :
20110830
;网络出 版日期:
20111017
基金项目:国家自然科学基金(
D41074126
)资助课题。
作者简介:张振铎(
1982
—),男,博士,助理研究员,主要从事望远镜 主 动光学、空 间 遥 感 技 术 与 辐 射 定 标 等 方 面 的 研 究。
Email
:
zhenduo69
@
163.com
1
引
言
望远镜系统的成像质量受到大气湍流影响,当系统自身的总成像误差小于大气误差时,系统的进一步优
化不会使成像质量变得更优。因此,望远 镜系 统 的技术 指 标要求 通 常根据 最 好的大 气 视宁度 提 出
[
1
,
2
]
。例
如大型双筒望远镜(
LBT
)要求自身系统引入总的波像差等于相干长度
狉
0
=45cm
的大气湍流所产生的误差
(对应波长为
500nm
)。制定望远镜系统的总体误差后,根据 各分 系统(如跟踪驱动、光学系统装调、光学设
计、主镜及其他光学表面加工等)的造价、技术难度及技术风险,再进行误差指标分配,同样以相干长度的形
式表示。如在主镜面形加工方面,
LBT
要求其面形误差等于相干长度
狉
0
=120cm
的大气湍流产生的误差;
巨型麦哲伦望远镜(
GMT
)要求其面形误差等于相干长度
狉
0
=91.9cm
的大气误差。
如何判断主镜的面形误差是否满足一定相干长度下大气湍流的误差要求由此成为了主要的问题。为解
1122011
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