分光计实验中的几个问题

一、分光计调整的目的分光计的调整,除了望远镜和平行光管的调焦外,其实质就是使分光计在使用过程中光学元件内外的三段光束共面。由此可见,分光计调整的目的是:使望远镜和平行光管的光轴与棱镜主截面(或其它光学元件的垂直于工作面的平面)严格平行或重合。为此,一般采用“两个垂直”的方法。     

光学综合孔径望远镜中子望远镜平行性和光程差调整的研究

光干涉技术与天文望远镜技术的结合是提高天文观测分辨率的一种有效方法.采用望远镜阵代替单个大口径望远镜来集光观测,利用最大基线的概念来等效传统光学望远镜的最大口径,很大程度上解决了单个望远镜集光能力不足、角分辨率不高的问题.然而对于光干涉来说,在应用中,只有满足:两束光的相位差δ必须相对稳定、存在相互平行的振动分量、频率相同、两光波在相遇点所产生振动的振幅相差不悬殊和两光波在相遇点的光程差(OPD)应在相干长度之内等这些条件时才能部分相干.光学综合孔径(OAS)望远镜产生干涉条纹的前提条件是子望远镜之间必须两两相干.推导了双光束光干涉的要求,并从双光束干涉的平行性和光程差的要求出发,研究并得出光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差的要求.结合双光束干涉的恒星光干涉仪的光束平行性和光程差的调整方案,研究并得到了光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差调整的光学方案,并讨论了该系统的改进措施.     

700mm光学望远镜结构设计与分析

针对某700mm口径高分辨率光学成像望远镜,提出了一种结构设计方案。对主镜支撑采用9点whiffle-tree底支撑加球头芯轴侧支撑的结构方案,保证主镜具有高面形精度;望远镜镜筒采用碳纤维桁架式结构,既满足望远镜整体重量较轻,又可以保证系统刚度;建立了望远镜有限元模型,分析主镜支撑面形、主次镜相对偏心及系统整体模态特性,其中主镜支撑面形精度可达到λ/40,主、次偏心为0.015mm(水平状态)、0.008mm(竖直状态);使用激光干涉仪及平行光管对望远镜光学指标进行定量检测,光学系统RMS可达到λ/14,鉴别率板检测望远镜分辨率可达到46lp/mm,均接近光学极限水平。为同类望远镜的结构设计提供一定参考价值。     

大型光学望远镜次镜调整机构综述

对于大型光学望远镜来说，主次镜之间的相对位姿有着非常严格的要求，由于主镜质量较大，因此常常将次镜系统设计为有多个自由度的可调整机构，其调整效果对望远镜成像有着重要的影响。随着望远镜的口径不断增大，应用场景的不断发展，次镜调整机构不止要保证高精度，还要有高负载，其设计也越来越具有挑战性。为了寻找大口径望远镜次镜调整机构的可行方案，针对大型光学望远镜的次镜调整机构的发展需求和不同的应用情况，对不同的次镜调整机构进行了整理，分类和对比，最后对各种次镜调整机构的优势与不足进行了总结，对大口径望远镜未来的发展进行了展望。     

分光计各半调节法原理

分光计在使用前需进行调整。本文讨论分光计望远镜光轴调节的各半调节法(渐近法)的原理。先用目测法进行粗调。调节望远镜水平螺丝使望远镜筒水平,再调节载物台下三个螺丝使二块平板平行。这一步调整后,一般从望远镜看去,平面镜两面反射回来的像都在视场范围内。其次使望远镜光轴与载物台转轴严格垂直。做法是: 1.出现反射像与调节叉丝不重合时,调节望远镜水平螺丝,使水平叉丝像在视场     

快速调节分光计的8图示

分光计是大学物理光学实验中较为常用又较为精确的测量仪器,能否快速准确调节分光计直接影响实验进度和测量精确度．分光计的调节分3部分：一是平行光管射出平行光束;二是望远镜调焦于无穷远;三是望远镜的光轴和载物台台面垂直于仪器的公共转轴,     

分光计调节方法的修正

分光计作为光学精密测量工具,测量前的调整至关重要。在对载物台及望远镜的调节中,分析了传统调节方法存在的遗漏与弊端,提出了应采用垂直方向的分步调节方法,确保载物台平面和望远镜光轴都与分光计中心轴处于垂直状态。     

光学综合孔径望远镜阵的光束组合器

光束组合器是光学综合孔径望远镜阵重要技术组成部分之一。从光束组合器所产生的光干涉条纹中提取中央条纹（主峰）相位和可见度信息，实现对望远镜状态、延迟线光程补偿与条纹跟踪，光束平行性伺服等进行精细馈控，从而高灵敏度、高效率地得到图像重构的闭合相位等数扭，最后获取高分辨率的目标图像。给出了一个用于光学综合孔径望远镜阵像面光束组合器方案的初步研究结果。     

温度变化对1.23 m望远镜光机系统的影响

为了实现1.23 m望远镜在环境温度从-35℃~+55 ℃变化范围内,光机系统的成像质量的指标要求,本文从原理上分析了温度变化对光机系统中光学元件面形准确度及相对位置关系的影响,推导出了主次镜间光学间隔变化与像面离焦量的比例关系.通过对1.23 m望远镜光学结构的像质分析,结合光机结构设计,搭建了适合环境温度变化的光机系统,从方案设计上满足了望远镜系统的成像要求.通过实际的成像实验,验证了温度变化导致的主次镜光学间隔变化对望远镜系统成像带来的离焦的影响,并给出了具体的温度补偿措施,即采取次镜调焦的方式,可满足具体观测实验的要求.同时,为今后1.23 m望远镜以及类似的大口径望远镜系统的实验和技术改造提出了切实可行的意见.     

光学实验箱

光学实验箱是一架既适合于普通物理又适合于高中物理用的光学实验仪器,利用这一仪器在平常教室内不加任何暗室装置,就可进行一般光学实验。从教学方面考虑,基本上,它可代替普通物理实验室中的光具架、读数显微镜、望远镜、分光镜和分光计等设备,并且结构简单,使用也较方便。外形如图1所示。     

在分光计实验中调整望远镜接收平行光方法的改进

在分光计调整的实验讲义中，调整望远镜能接收平行光的部分掌握比较困难．在多年的实验教学中，笔者通过探索总结出了一种新的调整方法，简述如下．     

带有二元光学元件的可见光望远镜设计

本文讨论了可见光常规望远镜的特点及存在的问题，论述了在望远镜系统中加入二元光学元件（ＢＯＥ）的优点和设计方法。通过具体设计实例表明：混合型望远镜系统与光学性能与基本相同的常规望远镜相比，元件数目减少，且所有元件均使用Ｋ９玻璃，系统重量变轻，系统的结构简化。     

分光计调整的表述

分光计调整的要求可分为几何要求与物理要求。几何要求可简述为“三个垂直”:小平台、望远镜的主光轴、平行光管的主光轴都必须与仪器转轴垂直。而要做到“三个垂直”,在目测(粗调)时应力求“四平行”;     

巧调望远镜

在分光计的调整中,最主要、最关键的部分,就是望远镜的调节:(1)使望远镜能接收平行光;(2)使望远镜光轴垂直并通过分光计的中心轴。利用自准法调节望远镜时,关键是能够通过目镜看到所成的像。在粗调中,常由于叉丝距离物镜的焦平面太远而看不到反射回     

内反射法快速准确检测等腰直角棱镜三个内角

以一单角45°±1′,90°±1′的等腰直角棱镜为例,详细介绍了利用内反射法快速准确检测三个内角的方法.利用等腰直角棱镜既可做一次反射,又可做二次反射的基本特性,通过检测两次光学平行差来快速准确地进行三个内角的判断.实践证明该方法很好地解决了等腰直角棱镜在单角检验时精度、速度和准确度的关系,大大提高了检测效率,适用于批量检验时推广使用.     

多光轴光学系统光轴间平行性检测仪的研制

结合实际需要设计了一种精度高、便携性好,用于检测多光轴光学系统光轴间平行性的检测仪器。该仪器能够实现可见、红外与激光不同谱段任意两个光学成像系统间的光轴平行性检测。与同类其他仪器比较,该仪器的特点是光学系统结构均采用全反射设计,避免使用红外光学玻璃,在设计中减小和去除了影响仪器精度的一些因素,例如:去除了平面镜2个表面楔角的影响。仪器的主体采用完全对称的结构和积木式的组装方式,保证了仪器经温度循环实验和振动试验后检测精度优于5,满足使用要求。     

分光计上望远镜视场中绿“十”像的剖析

在调节与使用分光计时,望远镜视场中的绿“十”像具有标明分光计是否达到标准、标明光学元件界面法线方位等作用。研究、剖析绿“十”像的位置、数目、成因与相对光强,将有助于分光计的正确调节与使用,有助于加深理解几何光学中的基本定律。一、用平面反射镜调节分光计在小平台上放置反射镜可以实现分光计的快速调节。让望远镜绿窗内的“十”发出     

基于多视场星点椭圆率的望远镜主动准直方法

光学元件的准直失调会引起天文望远镜在观测过程中的像质退化,该问题在大口径快焦比的天文光学系统中更为突出。针对此问题,本文提出一种用于望远镜日常观测过程中的主动准直方法,通过星像解算实时校正副镜位置及姿态达到维持望远镜像质的目的。该方法基于多视场星点椭圆率,利用粒子群优化算法迭代求解望远镜光学元件失调量,从而校正由光学元件失调引起的低阶像差。利用1.6 m多通道测光巡天望远镜光学系统进行模拟仿真,求解副镜失调量残余误差小于1%,在系统设计公差范围以内。利用南极巡天望远镜AST3-3模拟及实验验证,表明该方法可高精度求解望远镜光学元件的失调误差。     

光通信系统中分光系统光学调整的误差分析

在平行光路中,光学系统的光学元件的误差或微量运动可抽象为绕定点的微量转动,其成像关系可归结为在微量转动下物像共轭关系的依次迭代,利用光学系统这种动态成像关系的思想,建立一个统一的光学调整及误差分析的数学模型。利用此模型分析光通信系统中分光系统的机械安装误差对系统的影响,建立每个反射镜的机械调整坐标,从理论上指导分光系统中每个反射镜的机械调整,最终使通信激光发射系统和精信标激光接收系统的光轴平行度达到5。     

合成孔径激光成像雷达(Ⅱ):空间相位偏置发射望远镜

报道一种可以进行空间相位偏置的光学望远镜,用作合成孔径激光成像雷达中的光学发射天线.在望远镜内放置相位调制平板,控制望远镜的离焦量和位相调制平板的相位函数,能够在激光望远镜的照明区产生可控制的附加空间相位二次项,灵活改变激光照明波前,以在目标回波接收信号中产生雷达运动方向上的所需的二次项相位历程,因此能够实现特定的方位向成像分辨率.