23、大型望远镜蜂窝镜的测量与应用

大型望远镜蜂窝镜的测量与应用

1. 大型镜子的测量

大型望远镜镜子的精确测量至关重要，而相位测量干涉法是最准确的测量方法之一。以下是该方法的详细介绍：
- 原理 ：用相干波前（测试波前）照亮整个镜面，将反射波前与来自同一激光的精确参考波前结合，生成带有干涉条纹的镜面图像，最终得到分辨率为λ/100或更高的镜面轮廓图。
- 零校正器 ：测试波前需与期望的镜面形状匹配，这通过零校正器实现。对于轻度非球面镜，零校正器可能只是一个简单的透镜；对于更严重的非球面镜，则可能是透镜、镜子和/或计算机生成全息图的组合。零校正器的精度对测量结果至关重要。
- 测量位置 ：干涉测量需要正入射，使反射光返回干涉仪，因此光源和零校正器位于镜面曲率中心附近，距离镜面为R。例如，LBT主镜的R = 19.2m，需要大型测试塔来支撑测试光学元件并保持其相对于镜面的稳定。
- LBT镜子的零校正器 ：LBT镜子的零校正器将球面波前转换为在传播19m到镜面后与镜面1.4mm非球面度匹配的波前。它由两个直径为200 - 300mm的大透镜组成，所有轴向尺寸（包括透镜间距和它们与干涉仪的距离）必须控制在约10μm的严格公差范围内。
- 零校正器的独立测试 ：Burge开发了一种独立测试零校正器的方法，使用一个小的计算机生成全息图来模拟完美的望远镜镜子。该全息图放置在零校正器附近，将光沿与完美主镜反射光相同的光线路径返回干涉仪。这种方法已成功验证了LBT、MMT、麦哲伦等望远镜主镜的测量结果。

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