Alto contenuto di silicio (AlSi, Si ≥ 40 %) come substrato speculare per ottiche metalliche criogeniche ad alte prestazioni
Le ottiche metalliche in alluminio 6061 sono state ampiamente utilizzate per soddisfare le esigenze di unstrumento atermicodisegno. Gli specchi metallici torniti diamantati sono componenti ottici standard nelle strumentazioni astronomiche del medio infrarosso che lavorano a temperature criogeniche. Strutture e ottiche possono essere realizzate con lo stesso materiale (alluminio) per evitare stress termici dovuti a CTE diversi. Tuttavia, rugosità superficiale,Comportamento di dispersionee la precisione della forma degli specchi in alluminio è limitata a causa delle proprietà cristallografiche e meccaniche del materiale del substrato. Gli specchi realizzati in vetroceramica a espansione zero o carburo di silicio (SiC) possono essere utilizzati per applicazioni criogeniche. Tuttavia, ciò richiede enormi sforzi per quanto riguarda la produzione e il montaggio. Pertanto il progettista cerca di evitare l'uso di vetro o ceramica in queste condizioni di lavoro. L'uso dello stesso materiale per ottiche e strutture anche per applicazioni nel vicino infrarosso sarebbe un grande passo avanti.
L'utilizzo di substrati di alluminio con unLivello NiPè possibile superare il limite prestazionale degli specchi in alluminio.
DiversoTecniche di lucidaturapuò essere applicato. Tuttavia, il significativo disallineamento nel CTE deve essere ridotto per iluso criogenico.Guardando ilComportamento di ridimensionamentodella deformazione dovuta al disallineamento CTE di un semplicePiastra bimetallicaI fattori determinanti diventano evidenti:
Per unApproccio atermicouna lega AlSi controllata da espansione dal fornitore AlSi, Tianjin Baienwei New Material Technology Co., Ltd è un materiale di substrato promettente. Sia il modulo di Youngs più elevato di AlSi rispetto all'alluminio standard che il piccolo disallineamento CTE tra AlSi e NiP hanno un impatto positivo sulla riduzione della flessione bimetallica. Gli strati NiP molto sottili, necessari per l'alluminio standard, non sono più obbligatori.
Specchio a pistone per combinatore di fasci interferometrici
LeLa possibilità di produrre strutture complicate o leggere è un altro vantaggio dell'ottica metallica. Inoltre, il modulo di Young di questo nuovo materiale a specchio è superiore del 30% rispetto alle comuni leghe di alluminio. La figura 1 mostra un'unità specchiera a pistone leggera realizzata in AlSi per ilinterferometricocombinatore di fasci LINC-NIRVANA (LN) [1] al Large Binocular Telescope (LBT). La simulazione nella figura 2 illustra la riduzioneeffetto bimetallicoa causa dell'uso di AlSi.
Figura 1: Specchio a pistone per combinatore di fasci interferometrici LBT (temperatura di esercizio -10°C - +20°C)
Figura 2: Specchio Al 6061 (sinistra = 66 nm p-v) e AlSi (destra = 39 nm p-v) con uno strato NiP di 50 μm a T = 25 K (simulazione)
Lo specchio a pistone LN è montato su unattuatore piezoelettricoda rimuoverepistone differenzialetra i due bracci interferometrici dello strumento e dirigere la luce nel criostato del combinatore di fasci. È richiesta una massa bassa e un'autofrequenza elevata. Sarebbe molto difficile raggiungere questo obiettivo se le ottiche fossero fabbricate in vetro o ceramica. L'unità completa (senza stadio piezoelettrico) ha un peso di soli 3,2 kg (dimensione meccanica della superficie dello specchio: 200x 145 mm). Abbiamo raggiunto il valore target di λ/10 p-v (633 nm) per l'intera superficie ottica.
Telescopio rotante METimage Metimage
METimage è un nuovo concetto di telescopio per un radiometro multispettrale con una grande larghezza dell'andana e una distanza di campionamento del terreno di visibilefino alGamma spettrale dell'infrarosso termico[2]. Soddisfa i requisiti degli utenti per le misurazioni dei parametri fisici nell'atmosfera, della superficie del mare e della superficie terrestre per valutare gli stati meteorologicamente rilevanti. L'ottica riflettente per il telescopio rotante si basa su un telescopio anastigmat a tre specchi (TMA). È in fase di sviluppo in collaborazione con JENOPTIK (supportato dal Centro aerospaziale tedesco DLR, n. 50 EE 0926).
