大型地基太阳望远镜光学系统自身红外杂散辐射分析

发布时间：2020-10-19 17:27

　　 中红外与远红外波段作为最后一个开发的太阳物理观测窗口,包含着诸多新的研究价值。然而,红外天文的研究在其背景噪声和探测目标方面存在很大的特殊性,尤其是对太阳的红外波段观测,来自于天空、局地环境和望远镜光机结构自身的红外杂散光干扰将更加强烈,所以在研制地基大太阳望远镜的时候,预先对红外杂散光的影响做出模拟分析及评价,并提出消杂光方案成为了红外太阳实测技术中首要面临且不可回避的问题。其中,由于自身热辐射引起的杂散光是红外探测系统所特有的杂散光来源。本论文基于地基太阳望远镜光学系统,研究了光学系统自身热辐射引起的红外杂散光问题,主要内容如下:1.针对地基太阳望远镜CGST,利用有限元分析软件COMSOL,模拟了CGST主镜及次镜所处的热环境,对ULE镜胚与Zerodur镜胚的热稳定性做了对比分析,说明了Zerodur镜胚的优势和热控的必要性。2.全面研究了环形望远镜结构中主镜和次镜的自身热辐射杂散光,找到了影响系统杂散光的关键因素。利用COMSOL模拟的温度结果,结合ZEMAX仿真,在不同的工作环境温度和不同的表面发射率条件下,定量分析了主镜及次镜各表面不同波段的热辐射产生的杂散光,并与全孔径结构反射镜的热辐射杂散光模拟结果做了对比。结果表明:(1)主镜背面热辐射对系统杂散光贡献最大,对来自主镜背面的热辐射杂散光应进行重点抑制;(2)镜面的发射率是影响自身热辐射杂散光的重要因素,应尽量使其保持在较低的水平;(3)远红外波段的辐射对系统自身热辐射杂散光比中红外和近红外高1-3个数量级;(4)工作环境温度越高,自身热辐射杂散光越强,为保证测量精度,应采取相应的温控措施;(5)环形结构比全孔径结构更有利于自身热辐射杂散光的抑制。3.从表面涂层设计和温控两方面介绍了抑制地基太阳望远镜光学系统自身热辐射杂散光的不同方法,结合CGST的自身热杂散辐射的特点,通过分析给出了CGST主镜温控措施的建议。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH753.1
【部分图文】：

1杂散光分析模型

2TMT的6个不同方位角的PST曲线

3JWST热辐射分析模型
【参考文献】

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本文编号：2847499