56、宇宙微波背景辐射（CMB）望远镜及光学系统解析

宇宙微波背景辐射（CMB）望远镜及光学系统解析

1 交叉德拉贡系统

1.1 系统概述

交叉德拉贡（crossed - Dragone）系统在21世纪中期开始被一些CMB实验者采用，不过最早将其用于CMB实验的是IAB实验。该系统本质上是卡塞格伦系统，主镜为抛物面，副镜为双曲面，能在视场中心附近最小化像散和彗差，且不引入球差。

1.2 系统特点及应用

• 大视场与低像差 ：该系统能提供较大的衍射受限视场（DLFOV），焦平面接近远心，交叉极化小。与格雷戈里 - 德拉贡系统相比，交叉德拉贡系统的DLFOV约为其两倍。
• 具体应用案例
  • CLOVER实验 ：为CLOVER实验开发的交叉德拉贡系统，在100 GHz频率下，孔径直径1.4 m时，吞吐量达908 cm²sr，焦平面可容纳11,000个探测器。
  • QUIET实验 ：QUIET实验首次使用交叉德拉贡系统进行测量，主反射镜直径1.4 m，望远镜吞吐量约530 cm²sr，90 GHz时分辨率为0.22°。
  • ABS实验 ：地面实验ABS工作在约145 GHz，主反射镜直径60 cm，主副镜均保持在液氦温度。其入口孔径位于主反射镜天空一侧，可更好地定义主反射镜的照明并控制旁瓣。

1.3 系统挑战