Нулевой корректор
Нулевой корректор — это оптическое устройство, используемое при тестировании больших асферических зеркал. Сферическое зеркало любого размера можно сравнительно легко протестировать, используя стандартные оптические компоненты, такие как лазер , зеркала , светоделители и собирающие линзы . Один из способов сделать это с использованием куба Shack показан справа, возможны и многие другие варианты. Интерферометрический тест , подобный этому, генерирует контурную карту отклонения поверхности от идеальной сферы с контурами в единицах половины используемой длины волны. Это называется нулевым тестом , потому что, когда зеркало идеально, результат равен нулю (никаких контуров вообще). Если результат не нулевой, то зеркало не идеально, и на рисунке показано, где оптику следует отполировать зеркало, чтобы улучшить его.
Однако зеркала, используемые в современных телескопах, не имеют сферической формы — они представляют собой вращения парабол или гипербол , поскольку эти более сложные формы уменьшают оптические аберрации и дают большее поле зрения . (См., например, телескоп Ричи-Кретьена или трехзеркальные анастигматы , такие как LSST .) Несферические зеркала, такие как эти, не дадут нулевой результат при тестировании, как указано выше, и тесты, которые дают нулевые результаты, настоятельно предпочтительны (они не требуют особой интерпретации, а результаты напрямую отражаются на требованиях к полировке). Одним из решений является введение нулевого корректора . Он состоит из одной или нескольких линз и/или зеркал, введенных в оптический путь, благодаря которым желаемое зеркало выглядит как идеально сферическое зеркало. Благодаря этому устройству измеренная контурная карта теперь показывает отличие от желаемой формы, а не от сферы. Теперь измерение и полировку можно проводить так же, как и в сферическом случае. Этот метод используется при изготовлении почти всех больших зеркал для современных телескопов. [1]
Поскольку зеркало будет отшлифовано по тому, что нулевой корректор сообщает как правильное предписание, очень важно, чтобы нулевой корректор сам был правильным. Ошибка при построении корректора нуля привела к тому, что зеркало космического телескопа Хаббл было отшлифовано до неправильной формы. [2] Менее известно то, что это произошло и в других случаях, например, с телескопом новой технологии . [3] Первоначально не было простого способа протестировать нулевой корректор, поэтому изготовителям зеркал нужно было особенно внимательно следить за тем, чтобы линзы были правильными и располагались на правильном расстоянии (эта вторая часть, расстояние, была источником неисправности нулевого корректора Хаббла). [2] С появлением голограмм, генерируемых компьютером , теперь стало возможным создавать голограммы с фазовой характеристикой произвольного зеркала. Такую голограмму можно создать, чтобы аналитически дублировать фазовую характеристику желаемого зеркала, а затем протестировать ее с помощью корректора нуля так же, как тестируется настоящее зеркало. Если для интерферометра комбинация выглядит как сферическое зеркало, то и нулевой корректор, и голограмма верны с высокой вероятностью, поскольку нулевой корректор и голограмма строятся независимо с помощью разных процедур. [4] Эта процедура использовалась для проверки (и обнаружения ошибки) корректора нуля, использованного для обсерватории ММТ . модернизации однозеркальной [5] [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бердж, Джеймс Ховард (1993). Передовые методы измерения главных зеркал астрономических телескопов (кандидатская диссертация). Университет Аризоны.
- ^ Jump up to: а б Лью Аллен (председатель) (1990). «Отчет об отказе оптических систем космического телескопа Хаббл» (PDF) . Технический отчет НАСА NASA-TM-103443. Окончательный отчет об ошибке в зеркале Хаббла, связанной с ошибкой в конструкции отражающего нулевого корректора.
- ^ Уильям Дж. Броуд (10 августа 1990 г.). «Комиссия обнаружила ошибку производителя космического телескопа» . Нью-Йорк Таймс . . Упоминается также об ошибке, произошедшей при изготовлении телескопа новой технологии.
- ^ Бердж, Джеймс Х. (1993). Нулевой тест для корректоров нуля: анализ ошибок (PDF) . Международный симпозиум SPIE по оптике, визуализации и приборостроению 1993 года. Международное общество оптики и фотоники. стр. 86–97. «Голограмма спроектирована и изготовлена независимо от корректора нуля, поэтому согласие между ними указывает на высокую вероятность того, что оба верны».
- ^ Уилсон, Р.Н. (1999). Оптика отражающего телескопа II: изготовление, испытания, юстировка, современные технологии . Том. 2. Спрингер Верлаг. п. 85.
- ^ Мартин Х.М., Бердж Дж.Х., Кетельсен Д.А., West SC (1997). «Изготовление главного зеркала диаметром 6,5 м для переоборудования многозеркального телескопа». Слушания . 2871 : 399–404. Бибкод : 1997SPIE.2871..399M . дои : 10.1117/12.269063 . ISSN 0277-786X . S2CID 1942534 .