Alto teor de silício (AlSi, Si ≥ 40%) como substrato de espelho para óptica de metal criogênico de alto desempenho
As ópticas metálicas feitas de alumínio 6061 têm sido amplamente utilizadas para atender às demandas de um instrumento atérmicoprojetar. Os espelhos de metal torneados em diamante são componentes ópticos padrão em instrumentação astronômica de infravermelho médio que trabalham em temperaturas criogênicas. Estruturas e ópticas podem ser feitas do mesmo material (alumínio) para evitar estresse térmico devido a diferentes CTEs. No entanto, a rugosidade da superfície, Comportamento de dispersão e a precisão da forma dos espelhos de alumínio são limitadas devido às propriedades cristalográficas e mecânicas do material do substrato. Espelhos feitos de vitrocerâmica de expansão zero ou carboneto de silício (SiC) podem ser usados para aplicações criogênicas. No entanto, isso requer enormes esforços de fabricação e montagem. Portanto, o designer tenta evitar o uso de vidro ou cerâmica nessas condições de trabalho. O uso do mesmo material para óptica e estruturas, mesmo para aplicações no infravermelho próximo, seria um grande passo à frente.
O uso de substratos de alumínio com um Camada de NiPé possível superar a limitação de desempenho dos espelhos de alumínio.
Vário Técnicas de polimentopodem ser aplicadas. No entanto, o descompasso significativo no CTE deve ser reduzido para ouso criogênico.Olhando para o Comportamento de dimensionamento da deformação devido ao descasamento CTE de um simples placa bimetálicaOs fatores determinantes tornam-se óbvios:
Para um Abordagem atérmicauma liga AlSi controlada por expansão do fornecedor AlSi, Tianjin Zuoyuan New Material Technology Co., Ltd é um material de substrato promissor. Tanto o módulo de Youngs mais alto de AlSi em comparação com o alumínio padrão quanto a pequena incompatibilidade de CTE entre AlSi e NiP têm um impacto positivo na redução da flexão bimetálica. Camadas muito finas de NiP, que são necessárias para o alumínio padrão, não são mais obrigatórias.
Espelho de pistão para combinador de feixe interferométrico
O A possibilidade de fabricação de estruturas complicadas ou leves é outra vantagem da óptica metálica. Além disso, o módulo de Young deste novo material espelhado é 30% maior do que para ligas de alumínio comuns. A Figura 1 mostra uma unidade de espelho de pistão leve feita de AlSi para o interferométrico combinador de feixe LINC-NIRVANA (LN) [1] no Large Binocular Telescope (LBT). A simulação na figura 2 ilustra a redução daefeito bimetálicodevido ao uso de AlSi.
Figura 1: Espelho de pistão para combinador de feixe interferométrico LBT (temperatura de trabalho -10°C - +20°C)
Figura 2: Espelho Al 6061 (esquerda = 66 nm p-v) e AlSi (direita = 39 nm p-v) com uma camada de NiP de 50 μm em T = 25 K (simulação)
O espelho de pistão LN é montado em umAtuador piezoelétrico remover pistão diferencialentre os dois braços interferométricos do instrumento e direcione a luz para o criostato combinador de feixes. É necessária uma baixa massa e alta frequência própria. Seria muito difícil atingir esse objetivo se a ótica fosse fabricada em vidro ou cerâmica. A unidade completa (sem estágio piezoelétrico) tem um peso de apenas 3,2 kg (tamanho mecânico da superfície do espelho: 200 x 145 mm). Atingimos o valor alvo de λ/10 p-v (633 nm) para toda a superfície óptica.
Telescópio rotativo METimage Metimage
METimage é um novo conceito de telescópio para um radiômetro multiespectral com uma grande largura de faixa e uma distância de amostragem do solo de < 1km. This telescope is intended for meteorological application and will be used in a succession-satellite system to the present EUMETSAT polar system (EP). The essence of the METimage concept is a novel rotary telescope designed by scientists at JENOPTIK. The instrument registers the light which is reflected by the earth surface, the atmosphere, clouds or scattered sunlight in several spectral canals from thevisível até o Faixa espectral de infravermelho térmico[2]. Cumpre os requisitos dos utilizadores para medições de parâmetros físicos na atmosfera, da superfície do mar e da superfície terrestre para avaliar estados meteorologicamente relevantes. A óptica reflexiva para o telescópio rotativo é baseada em um telescópio anastigmático de três espelhos (TMA). Está em desenvolvimento em cooperação com a JENOPTIK (apoiada pelo Centro Aeroespacial Alemão DLR, nº 50 EE 0926).
