НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o308.pdf (749.70Кб)

УДК 681.7.055.34

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Разработан новый метод контроля формы выпуклых высокоапертурных гиперболических зеркал на примере вторичного зеркала телескопа «Миллиметрон». Предложено  использовать одно и то же вспомогательное сферическое зеркало сравнительно небольшого диаметра для контроля центральной и периферийной зон выпуклого гиперболического зеркала.
Контроль центральной части выпуклого гиперболического зеркала предложено осуществлять методом анаберрационных точек, используя нетрадиционный ход лучей в отношении вспомогательного зеркала: в результате значительно сокращается длина оптической системы измерительной ветви интерферометра. Рабочий волновой фронт  трижды отражаются от поверхности вспомогательного зеркала и дважды от контролируемого гиперболического зеркала. Двойное взаимодействие рабочего волнового фронта с контролируемой поверхностью повышает чувствительность контроля.
Особенность хода лучей рабочего пучка такова, что лучи один раз падают на вспомогательное зеркало по нормалям и дважды под произвольными углами. В результате
нарушается гомоцентричность пучка, то есть возникают сферические аберрации.  Для компенсации этих аберраций использован компенсатор в виде зеркала Манжена, который устанавливается в центральной нерабочей зоне гиперболического зеркала.
Контроль переферийной зоны гиперболического зеркала осуществляется с помощью того же вспомогательного сферическим зеркалом по схеме Хиндла в несколько этапов с последовательным переналожением вспомогательного зеркала вплоть до получения информации о всей поверхности. Измерения выполняют с помощью интерферометра, фиксируя интерферограмму от каждого участка поверхности контролируемого зеркала, затем интерферограммы объедияют для получения полной информации о форме зеркала.
В статье приведены результаты расчетов оптических систем для контроля вторичного зеркала радиотелескопа «Миллиметрон», которое имеет экстремальную апертуру. Показано, что вспомогательное сферическое зеркало диаметром 665 мм и радиусом кривизны 500 мм обеспечивает контроль гиперболического зеркала диаметром 492 мм и апертурным углом крайнего луча, превышающим 90 градусов. Остаточные волновые аберрации оптической системы измерительной ветви интерферометра при автоколлимационном ходе лучей составляют 0,2 длины волны He-Ne лазера.

1. Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976. 262 с.
2. Окатов М.А., Антонов Э.А., Байгожин А. и др. Справочник технолога-оптика / под ред. М.А. Окатова. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Политехника, 2004. 679 с.
3. Simpson F.A., Oland B.H., Meckel J. Testing Convex Aspheric Lens Surfaces with a Modified Hindle Arrangement // Optical Engineering. 1974. Vol. 13. P. G101.
4. Abdulkadyrov M.A., Ignatov A.N., Patrikeev V.E., Polyanchikov A.V., Semenov A.P., Sharov Y.A., Atad-Ettenqui E., Egan I., Bennet R.V., Craig S.C. M1 and M2 mirrors manufacturing for VISTA telescope // Proceeding of SPIE. 2004. Vol. 5494. P. 374-381. DOI: 10.1117/12.553006
5. Semenov A.P., Abdulkadyrov M.A., Belousov S.P., Ignatov A.N., Patrikeev V.E., Pridnya V.V., Polyanchikov A.V., Rumyantsev V.V., Samuylov A.V., Sharov Y.A. Manufacturing of secondary mirrors from Sitall CO-115M for European projects TTL, NOA, and VST // Proceeding of SPIE. 2001. Vol. 4451. P. 138-144. DOI:10.1117/12.453612
6. Burge J.H. Measurement of large convex aspheres // Proceeding of SPIE. 1996. Vol. 2871. P. 362-373. DOI:10.1117/12.269059
7. Smith B.K., Burge J.H., Martin H.M. Fabrication of large secondary mirrors for astronomical telescopes // Proceeding of SPIE. 1997. Vol. 3134. P. 51-61. DOI:10.1117/12.295151
8. Abdulkadyrov M.A., Patrikeev A.P., Belousov S.P., Pridnya V.V., Patrikeev V.E., Ignatov A.N., Polyanchikov A.V., Semenov A.P., Sharov Y.A. M2 secondary mirror manufacturing for VISTA project // Proceeding of SPIE. 2008. Vol . 7018. P . 701-813. DOI: 10.1117/12.789013
9. Пуряев Д.Т., Романов А.М. Интерферометр для контроля формы оптических поверхностей: а.с. 1260676 СССР. 1986. Бюл . № 36. 3 с .
10. Burge J., Zhao C. TMT Metrology study for M2 and M3. EXHIBIT D – TMT. OPT. TEC. 07.025. REL02. October 4, 2007.
11. Обсерватория Миллиметрон (проект «Спектр-М»): сайт. Режим доступа:http://millimetron.ru/ (дата обращения 01.04.2015).
12. Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т., Рожков О.В. Оптическая система интерферометра для контроля формы выпуклых сферических поверхностей большого диаметра на базе вогнутого сферического зеркала и зеркала Манжена // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 9. Режим доступа:http://engjournal.ru/catalog/pribor/optica/917.html (дата обращения 01.04.2015).
13. Typical Interferometer Setups // Zygo Corporation: company website. Available at: http://www.zygo.com/?/met/interferometers/setups/, accessed 01.04.2015.