Оптотермическая стабильность

Оптотермическая стабильность описывает скорость, с которой оптический элемент искажается из-за изменения тепловой среды. Изменение тепловой среды может привести к изгибу оптики либо из-за 1) изменения температурных градиентов на оптике и ненулевого коэффициента теплового расширения, либо 2) коэффициента градиентов теплового расширения в оптике и изменения средней температуры. ^{[ 1 ]} Таким образом, оптотермическая стабильность является проблемой для оптики, работающей в изменяющейся тепловой среде. Например, космический телескоп будет испытывать переменные тепловые нагрузки из-за изменений положения космического корабля, солнечного потока , планетарного альбедо и планетарного инфракрасного излучения. Оптотермическая стабильность может быть важна при измерении формы поверхности оптики, поскольку тепловые изменения обычно происходят с низкой частотой (суточные или циклические изменения в системе отопления, вентиляции и кондиционирования), что затрудняет использование усреднения измерений (обычно используемого для других типов ошибок) для устранения ошибок. Кроме того, оптотермическая стабильность важна для оптических систем, которым требуется высокий уровень стабильности, например, для тех, в которых используется коронограф . ^{[ 2 ]}

Характеристика материала

Числа характеристик материала были получены математически для описания скорости, с которой материал деформируется из-за внешнего теплового воздействия. Важно отметить различие между стабильностью волнового фронта (динамической) и ошибкой волнового фронта (статической). Более высокое число массовой оптотермической стабильности (MOS) и оптотермической стабильности (OS) приведет к большей стабильности. ^{[ 3 ]} Как показано в уравнении, MOS увеличивается с плотностью. Поскольку дополнительный вес нежелателен по нетепловым причинам, особенно в космических полетах, как MOS, так и OS определены ниже:

$MOS={{\rho c_{p}} \over \alpha }$

$OS={c_{p} \over \alpha }$

Где ρ, c _p , α — плотность , удельная теплоемкость и коэффициент теплового расширения соответственно.

См. также

Атермализация

Ссылки

^ Брукс, Томас (6 августа 2017 г.). «Моделирование испытания на термическое выдерживание чрезвычайно легкого зеркала Zerodur (ELZM)». Материалы SPIE . 10398 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170009042.pdf .
^ Брукс, Томас (6 августа 2017 г.). «Прогнозирующий термоконтроль применительно к HabEx». Материалы SPIE . 10398 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170009034.pdf .
^ Брукс, Томас (23 сентября 2015 г.). «Исследования в области термической торговли в области передовых зеркальных технологий (AMTD)». Материалы SPIE . 9577 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20150019495.pdf .

[Brooks_Zerodur_Thermal_Stability-1] Брукс, Томас (6 августа 2017 г.). «Моделирование испытания на термическое выдерживание чрезвычайно легкого зеркала Zerodur (ELZM)». Материалы SPIE . 10398 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170009042.pdf .

[Brooks_HabEx_Thermal_Stability-2] Брукс, Томас (6 августа 2017 г.). «Прогнозирующий термоконтроль применительно к HabEx». Материалы SPIE . 10398 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170009034.pdf .

[Brooks_Thermal_Stability-3] Брукс, Томас (23 сентября 2015 г.). «Исследования в области термической торговли в области передовых зеркальных технологий (AMTD)». Материалы SPIE . 9577 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20150019495.pdf .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]