[发明专利]一种用于太阳望远镜热视场光阑内部视宁度效应的标定装置

摘要

本发明提出一种用于太阳望远镜热视场光阑内部视宁度效应的标定装置，包括激光器(1)，扩缩束系统(2)，热视场光阑(3)，缩束准直系统(4)，波前探测器(5)，泵(6)，恒温水箱(7)，热视场光阑温度传感器(8)，空气温度传感器(9)和计算机(10)。热视场光阑是太阳望远镜内部最重要的热控器件之一，其温升引发的内部视宁度效应极大地限制了太阳望远镜的性能。该装置能够对温差与内部视宁度效应间的定量关系进行标定，根据标定结果可以通过对温差的测量实现对太阳望远镜内部视宁度效应的定量测量，为大口径太阳望远镜内部视宁度效应控制提供了重要依据。该装置结构简单，操作方便，成本低廉，实用性和创新性强。

主权项

一种用于太阳望远镜热视场光阑内部视宁度效应的标定装置，其特征在于：由光学部分、温控部分和监测部分组成；光学部分包括：激光器(1)，扩缩束系统(2)，热视场光阑(3)，缩束准直系统(4)和波前探测器(5)，该部分主要作用是模拟太阳望远镜光路及搭建波前像差检测光路；首先，激光器(1)出光经过扩缩束系统(2)扩束、缩束后转化为一束会聚光并形成一个实焦点，即热视场光阑(3)安装位置；然后，激光光束经由热视场光阑(3)内部通光通道及缩束准直系统(4)，最后，进入波前探测器(5)，可直接测得波前RMS值，环围能量或远场斯特列尔比；其中，扩缩束系统(2)中紧邻热视场光阑(3)的透镜或反射镜F数应等于或略大于太阳望远镜主镜F数，以保证通过热视场光阑(3)的光锥锥角与太阳望远镜中通过其的光锥锥角相同或相近，尽可能保证标定过程与实际使用的一致性；缩束准直系统(4)缩束比例应取决于标定装置中具体采用的波前探测器(5)所需的进光口径，并在功能上实现对光束的缩束准直即可；上述过程实现了对太阳望远镜进光通过热视场光阑的全过程模拟及后续波前像差检测；温控部分包括：热视场光阑(3)，泵(6)，恒温水箱(7)及相应管线；上述各部分通过管线连接构成一个封闭系统，在泵(6)的驱动下形成循环，恒温水箱(7)通过对冷却液进行温控，对热视场光阑(3)构建恒温场；温控部分可基于热视场光阑(3)，利用恒温水箱(7)，通过注入恒温水对热视场光阑(3)进行主动温控，模拟热视场光阑(3)在汇聚太阳辐射加热下引起的温升；监测部分包括：光阑温度传感器(8)，环境温度传感器(9)，计算机(10)及相应线缆，其主要作用是利用环境温度传感器(9)实时监测并记录热视场光阑(3)及环境温度，并利用计算机(10)计算热视场光阑(3)与环境温差；该标定装置的标定操作过程如下所述：首先，安装待标定热视场光阑(3)，待其温度与环境恒温至相同时，开启激光器，通过波前探测器(5)对系统静态像差进行标定；然后，设置恒温水箱(7)的出水温度，开启泵(6)；最后，待热视场光阑与环境温差恒定后，对波前进行测量，获得波前像差的定量指标，即完成一组温差与对应波前像差数据的测量；重复上述过程，可以获得一系列温差与对应的波前像差数据，通过查表的方式，即可实现通过对热视场光阑与环境温差的测量获得相应温差下的波前像差，实现对热视场光阑内部视宁度效应的定量测量。