天文望遠鏡光柵更換系統(tǒng)設計及分光方案研究.pdf

1、TMT的介紹:是目前在建的最大口徑的光學天文望遠鏡，是由美國和加拿大天文學家主導的國際合作項目，其中寬視場光學光譜儀(WFOS)是中方主導和全面參與的TMT的子項目。而光柵和光柵更換系統(tǒng)是WFOS的主要部件。
　　WFOS目前的方案是兩個分別要求高、中、低光譜分辨力成像和直接成像四種觀測模式光學通道，其中大口徑光柵和實現不同觀測模式的光柵更換系統(tǒng)是該儀器的核心技術。儀器的光柵除尺寸要滿足尺寸300×500mm、頻帶在0.3-1.0

2、um的要求之外，對光柵的衍射效率也提出了較高的要求，四種觀測模式的光柵更換要保證位置精度等。光柵更換系統(tǒng)存在定位誤差影響光柵衍射效率和成像光學質量的問題。由于所要求光柵為大尺寸光柵，能夠在滿足精度、衍射效率、成像質量的前提下最大程度的減小光柵更換系統(tǒng)的體積以確保光柵更換系統(tǒng)在WFOS中的安裝。此外，雙通道分光，使WFOS的結構復雜，成本提高，可靠性下降，如果采用單通道可實現0.3-1.0微米的寬光譜分光，將極大簡化儀器結構，并可降低儀器

3、的運行維護成本和操作簡單，提高可靠性，保證科學觀測的效率。
　　為此，論文設計了高、中、低光譜分辨力成像部件與直接成像部件分別運動的緊湊型光柵更換系統(tǒng)來優(yōu)化光柵更換系統(tǒng)的體積，并對安裝結構進行了詳細設計和仿真分析，以確保所設計的系統(tǒng)能夠保證光學系統(tǒng)所要求的精度。動力部分由伺服電機驅動，氣浮轉臺作為動力傳輸部件，能夠很好的來保證光柵更換系統(tǒng)的精度。
　　解決雙通道光譜分光使結構復雜的問題，論文設計了基于全反射原理的單通道光譜分