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远红外望远镜干涉试验：光学调整系统 摘要：我们开发了一个气球携带的，天文的远红外干涉仪望远镜实验（FITE），这是一个 斐索型双光束干涉仪，包括两个离轴抛物面反射镜。因此，建立一个方法是很重要的，通过它，两个光束可以同时调整，传统的哈特曼测试最初被使用；然而，它有两个缺点，一：我们不能够同时测量两个光束，二：它是耗时的。我们开发了一种新的光学调整系统可以同时测量和评估两个光束通过使用哈特曼波前传感器。在第一阶段：波前传感器的视场适于40厘米（光束直径）的全光束，并且反射镜的表面精度和镜对准被测量并调整为一个光束。两光束的调整后，焦点重合在远红外传感器系统通过扩展波前传感器的视场以便使它包含两束光。使用这种新的方法，我们可以实现对会聚光束的实时测量和分析，并且还可以实现单、双光束模式之间快速切换。我们通过进行实验室测试证明这种新的调整方法;我而们还专门为远红外干涉仪望远镜试验设计一种新的光学调节系统。为了制造该系统，我们需要一个大而精确的、R=300mm和D=300mm的球面反射镜作为基准镜，来使用波前传感器同时校准的两束光束。为了两个光束的准直，我们还制造一个F /1透镜，一个Keplarian扩束器和光束的交换系统。我们将很快组装这种光学调节系统，并将其应用到远红外干涉仪望远镜试验干涉仪系统的光学调整。 关键词：光学设备制造，光学干涉 一、介绍 A.远红外天文 在星际空间，有许多漂浮的固体颗粒物（粉尘）吸收来自星星辐射的电磁波，而它们也根据它们的温度发出红外辐射，尘埃被认为是一种来源于如地球一样的岩石行星的材料。因此，观察来源于尘埃的红外热辐射以及研究它们的密度分布是很重要的。要在这一方案中做到这一点，我们需要实现约1角秒的空间分辨率。这一方案中像我们的太阳系一样,系外行星系统的形成过程也是连续的。原则上来说，一个望远镜的空间分辨率被衍射极限限制。由圆形光圈望远镜获得的衍射极限的空间分辨率是 其中是波长，是望远镜的直径。 图1：FITE望远镜结构，该图中的箭头表示出了从观测目标射出的光。 图2：FITE干涉仪系统。干涉仪光学系统由四个平面镜和两个离轴抛物面组成。在该图中展现了来自观察目标的光，在低恒温器的干扰下两束光被聚焦在抛物线的共同焦点。 图3：示意了FITE新的光学调节系统。红色文字显示对应于单个测量模式五种不同的配置。蓝色文字显示了这些模式。 二．新的光学调节系统 我们对以前采用的传统的哈特曼检验干涉仪光学系统进行了评估和调整，在该测试中，我们是用了一个由一组小孔组成的哈特曼板。每两个孔之间间隔相等。进出焦光班的位置是收敛最好的位置。然而我们无法获得实时的结果，因为这种方式需要在不同位置进行图像的射击和曼哈顿分析。因此，效率不高。为了精确和有效地调节干涉仪系统，我们通过使用Shack-Hartmann波前传感器设计一个新的调节系统，进行实验室测试，证明其功能和性能。首先，我们在实验室中证实具有两种操作模式的装置的新应用：单光束测量和双光束同时测量[2]。现在，我们可以从Shack-Hartmann波前传感器的每个镜头中推导出光学干涉的调节程度。所以，我们预期，使用这种新方法，FITE调节仪的调整将在几个小时以内完成，二用以前的方式完成需要用几天，接下来，我们为FITE设计了新的光学调节系统，图四展示用它使用的仪器。两个抛物线的光学对准所需的精度被确定为在热红外波段的相干性，=25um，表一详细的列出了精确数据，两条沿光轴抛物线和两书平行光的焦点不一致在飞行过程中通过地面的远程控制被调节了。该光学系统需要进行调整，以使图像质量在发射前半径小于1.1角秒。新的光学调节系统可以测量和评估FITE干涉仪的图像质量。 图4：FITE新的光学调整系统的设施。这种调节系统质量为35kg 图五：左上图：F/1准直透镜的3-D的布局。该镜头由三个现成的镜头产品组成。右上图：在这个准直透镜的焦平面图像质量。左下：组装镜头的画面。右下图：使用的Shack-Hartmann波前传感器的准直透镜的测试数据。此数据表明，在测试的准直透镜获取的FITE干涉仪系统所要求的精度。 图6：左上图：Keplarian激光扩束镜的3-D的布局。该透镜包括五个现成镜片产品和针孔。右上图：在这个镜头的焦平面图像质量。左下图：组装镜头画面与支托之物。右下图：使用的Shack-Hartmann波前传感器获得的Keplarian激光扩束波前误差数据。此数据表明，在测试Keplarian激光扩束透镜具有1.8的峰 - 谷值。 图7：左图：一张用于新的光学调整系统对的Shack–Hartmann波前传感器的照片。右上图：特写镜头座的照片。右下图：镜头部分。这样的Shack-Hartmann波前传感器采用两个微透镜阵列和具有20毫米×10毫米的尺寸。 CCD阵列