Las ópticas metálicas fabricadas en aluminio 6061 se han utilizado ampliamente para satisfacer las demandas de unInstrumento atérmico diseño. Los espejos metálicos torneados con diamante son componentes ópticos estándar en instrumentos astronómicos de infrarrojo medio que funcionan a temperaturas criogénicas. Las estructuras y ópticas pueden fabricarse con el mismo material (aluminio) para evitar el estrés térmico debido a diferentes CTE. Sin embargo, la rugosidad superficial,Comportamiento de dispersióny la precisión de forma de los espejos de aluminio están limitadas debido a las propiedades cristalográficas y mecánicas del material sustrato. Los espejos hechos de vidrio cerámico de expansión nula o carburo de silicio (SiC) pueden usarse para aplicaciones criogénicas. Sin embargo, esto requiere enormes esfuerzos en cuanto a fabricación y montaje. Por ello, el diseñador intenta evitar el uso de vidrio o cerámica en estas condiciones de trabajo. El uso del mismo material para ópticas y estructuras, incluso para aplicaciones en infrarrojo cercano, sería un gran avance.
El uso de sustratos de aluminio con unCapa NiP es posible superar la limitación de rendimiento de los espejos de aluminio.
VariosTécnicas de pulido puede aplicarse. No obstante, el desajuste significativo en el CTE debe reducirse para el Uso criogénico. Mirando a laComportamiento de escaladode la deformación debida al desajuste CTE de un simplePlaca bimetálica Los factores determinantes se hacen evidentes:
Para unAproximación atérmicauna aleación AlSi controlada por expansión del proveedor AlSi,Wuxi ZKZY Tecnología de Materiales Avanzados Co., Ltd es un material sustrato prometedor. Tanto el mayor Módulo de Youngs de AlSi en comparación con el aluminio estándar como la pequeña descoordinación CTE entre AlSi y NiP tienen un impacto positivo en la reducción de la flexión bimetálica. Las capas NiP muy finas, que son necesarias para el aluminio estándar, ya no son obligatorias.
Espejo de pistón para combinador de haz interferométrico
ElLa posibilidad de fabricar estructuras complicadas o ligeras es otra ventaja de la óptica metálica. Además, el módulo de Young de este nuevo material espejo es un 30% superior al de las aleaciones de aluminio comunes. La Figura 1 muestra una unidad de espejo de pistón ligero fabricada con AlSi para elInterferometríaCombinador de haz LINC-NIRVANA (LN) [1] en el Gran Telescopio Binocular (LBT). La simulación de la figura 2 ilustra la reducción Efecto bimetálico debido al uso de AlSi.
Figura 1: Espejo de pistón para combinador de haz interferométrico LBT (temperatura de trabajo -10°C - +20°C)
Figura 2: Espejo Al 6061 (izquierda = 66 nm p-v) y AlSi (derecha = 39 nm p-v) con una capa NiP de 50 μm en T = 25 K (simulación)
El espejo de pistón LN está montado en un Piezo-actuador eléctricopara eliminarPistón diferencial entre los dos brazos interferométricos del instrumento y dirigir la luz hacia el criostato combinador de haz. Se requiere una masa baja y una alta frecuencia propia. Sería muy difícil lograr este objetivo si las ópticas se fabricaran en vidrio o cerámica. La unidad completa (sin etapa piezoeléctrica) pesa solo 3,2 kg (tamaño mecánico de la superficie del espejo: 200x 145 mm). Alcanzamos el valor objetivo de λ/10 p-v (633 nm) para toda la superficie óptica.
Telescopio rotatorio METimage Metimagen
METimage es un concepto novedoso de telescopio para un radiómetro multiespectral con una gran anchura de franja y una distancia de muestreo terrestre de < 1 km. Este telescopio está destinado a aplicaciones meteorológicas y se utilizará en un sistema de satélites de sucesión del actual sistema polar EUMETSAT (EP). La esencia del concepto METimage es un novedoso telescopio rotatorio diseñado por científicos de JENOPTIK. El instrumento registra la luz que es reflejada por la superficie terrestre, la atmósfera, las nubes o la luz solar dispersa en varios canales espectrales desde la visiblehasta elRango espectral infrarrojo térmico[2]. Cumple con los requisitos de los usuarios para mediciones de parámetros físicos en la atmósfera, la superficie del mar y la superficie terrestre para evaluar estados meteorológicamente relevantes. La óptica reflectante del telescopio rotatorio se basa en un telescopio anastigmato de tres espejos (TMA). Está en desarrollo en colaboración con JENOPTIK (apoyado por el Centro Aeroespacial Alemán DLR, nº 50 EE 0926).