Анализ и разработка оптических систем адаптивных телескопов

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 05.11.07
  • научная степень: Кандидатская
  • год, место защиты: 2012, Санкт-Петербург
  • количество страниц: 94 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Анализ и разработка оптических систем адаптивных телескопов
Оглавление Анализ и разработка оптических систем адаптивных телескопов
Содержание Анализ и разработка оптических систем адаптивных телескопов
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ОПТИКИ АДАПТИВНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1 КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ АДАПТИВНОЙ ОПТИКИ
1.2 ПРИМЕНЕНИЕ АДАПТИВНОЙ ОПТИКИ
1.3 ТИПЫ СИСТЕМ АДАПТИВНОЙ ОПТИКИ
1.3.1 СИСТЕМЫ ФАЗОВОГО СОПРЯЖЕНИЯ
1.3.2 СИСТЕМЫ АПЕРТУРНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
1.3.3 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТИПОВЫХ СИСТЕМ АДАПТИВНОЙ ОПТИКИ
1.4 АНАЛИЗ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ОПТИКИ ТЕЛЕСКОПОВ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ
1.4.1 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ОБЪЕКТИВОВ, ОБРАЗУЮЩИХ СИНТЕЗИРОВАННУЮ АПЕРТУРУ ТЕЛЕСКОПА
1.4.2 АНАЛИЗ ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТЕЛЕСКОПА С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ, СОСТАВЛЕННОЙ ИЗ АФОКАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ АДАПТИВНЫХ ТЕЛЕСКОПОВ45
2.1 АНАЛИЗ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОГО ТЕЛЕСКОПА НА ОСНОВЕ ТРЕХ- И ЧЕТЫРЕХЗЕРКАЛЬНЫХ СИСТЕМ
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРЁХЗЕРКАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ БЕЗ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К ЭЛЕМЕНТАМ АДАПТИВНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
4.1 ВЫБОР МАТЕРИАЛА ЗЕРКАЛ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
4.1.1 ДЕФОРМАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕРКАЛА
4.1.2 МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЗЕРКАЛ
4.2 ДОПУСКИ НА УСТАНОВКУ ЭЛЕМЕНТОВ СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Эффективность применения астрономических инструментов определяется, прежде всего, диаметром входного зрачка и качеством изображения. Естественной причиной, весьма сильно влияющей на качество образованного оптической системой изображения, является земная атмосфера, турбулентность которой образует оптически неоднородное поле, после прохождения которого, нарушается пространственная и временная структура оптического излучения. Единственным средством повышения эффективности применения оптических устройств является создание адаптивных оптических систем. В связи с этим, серьезное внимание уделяется зеркальным объективам, на основе которых, как правило, изготавливают крупногабаритные телескопы. Астрономические телескопы на основе зеркальных систем позволяют работать в широкой области спектра, конструкция их легче и компактней, существует возможность совмещения устройства управления волновым фронтом с одним из элементов системы.
Влияние атмосферной неоднородности можно существенно уменьшить, если сплошной входной зрачок телескопа заменить синтезированным из отдельных элементов, в пределах которых должна быть обеспечена возможность независимых от других наклона и поперечного сдвига волнового фронта. В достаточно крупных телескопах апертурной диафрагмой, как правило, служит оправа главного зеркала. Следовательно, именно главное зеркало должно быть синтезировано из отдельных элементов. При этом из соображений технологичности и даже самой возможности практического изготовления зеркала начальная форма его поверхности должна быть сферической. Оптическую систему телескопа со сферическим главным зеркалом можно построить, положив в основу схему классического объектива Ерегори. Такая система может получить развитие путём замены главного зеркала двухзеркальной системой, построенной по схеме классического объектива Кассегрена.

Осуществление такой адаптивной системы требует применения большого количества датчиков искажения волнового фронта и такого же количества приводов управления элементами апертуры, обладающих требуемой весьма высокой скоростью отработки отклонений от номинального положения волновых фронтов. Вполне очевидно, что чем сложнее предполагаемая атмосферная неоднородность, тем меньше должен быть размер элемента синтезированной апертуры для её компенсации, а, следовательно, тем больше должно быть датчиков и приводов. В предельном случае, т.е. для полной компенсации деформаций волнового фронта, количество датчиков и приводов должно стремиться к бесконечности. Таким образом, полная компенсация искажений волнового фронта путём применения рассматриваемого метода построения адаптивной системы практически невозможна.
Функцию волновой аберрации, в рассматриваемом случае равной деформации волнового фронта, вызванной атмосферной неоднородностью, принципиально можно аппроксимировать, например, ортогональной системой полиномов Цернике. С другой стороны, если к некоторой пластинке в определённых точках приложить сосредоточенные нагрузки (дискретно расположенные силы) разной величины, то это приведёт к изменению формы поверхности пластинки. Отклонение формы полученной поверхности пластинки от начальной можно также аппроксимировать с помощью системы полиномов. Взаимосвязь деформации отражающей (преломляющей тоже) поверхности с деформацией волнового фронта известна. Поэтому для решения задачи непрерывной компенсации деформации волнового фронта, вызванной атмосферной неоднородностью, важно выбрать деформируемую поверхность оптической системы, что позволит определить возможные параметры деформируемой пластинки.
Для достижения принципиальной возможности создания адаптивного
телескопа при современном уровне технологии изготовления необходимы
разработка конструкции зеркальных оптических систем, содержащих

5, =[Фт(А#г00 со80о) + 8т(ИЕ0() со8бО°) + 8т(Л4Е00 соз120°) +
+эт(&Ж00 соз180о)+8т((;Г00 соз240о) + 8т(ЛЖ00 созЗОО0)] + +[соб (кЖ00 соб 0°) + соб (Ш00 сое 60°) + соб(кИдд сое 120°) +
(к!¥00 соб 180°) + соб (кЩ)0 сое 240°) + сое(кЖ00 соб 300°)]
+ соб
+ бш!

+ | СО$,к1¥дд+ 0,О$,~кУУдд+ СОк]¥дд + СО$кШдд+ СО$]~к¥д0 + СО$-к¥дд
~ 2 сое кШдд + 4 сое кЖ00 = С08 кШ00 + 2 соб | кШ00
1( 1 я"2
При Ждд = ~Л имеем Я, = -|СОБ-Я + 2СОБ
Аналогично получим, что при 1¥00 = Л число Штреля б, »0,73. При этом
гЛ=—-—«зя. Заметим, что при - = 1:31,6 радиус дифракционного
8-0,04 /о
пятна Эри равен г = 1,22-31,61 «38,5Я. Если N

(%! =0, <р02 =180°) при 4Е00 число Штреля 5, = 0,75. При этом
А 2 Г
а>д > су' » —. Однако, и в этом случае /' = -тт~~- ~ 5 А
2/о 12 £>0
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что рассматриваемый вариант схемы не применим даже в модификации звёздного интерферометра. При этом представляется вполне естественной мысль о том, что решение задачи совмещения изображений в одной плоскости одновременно решит проблему их фазового совмещения [19]
Известно [20], что наклон оптической системы приводит к наклону изображения. Действительно, если предмет расположен в бесконечности (V = 0), то наклон оптической системы о, на угол со, приводит к наклону

Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела