中紅外與遠紅外波段作為最后一個開發(fā)的太陽物理觀測窗口,包含著諸多新的研究價值。然而,紅外天文的研究在其背景噪聲和探測目標方面存在很大的特殊性,尤其是對太陽的紅外波段觀測,來自于天空、局地環(huán)境和望遠鏡光機結(jié)構(gòu)自身的紅外雜散光干擾將更加強烈,所以在研制地基大太陽望遠鏡的時候,預(yù)先對紅外雜散光的影響做出模擬分析及評價,并提出消雜光方案成為了紅外太陽實測技術(shù)中首要面臨且不可回避的問題。其中,由于自身熱輻射引起的雜散光是紅外探測系統(tǒng)所特有的雜散光來源。本論文基于地基太陽望遠鏡光學(xué)系統(tǒng),研究了光學(xué)系統(tǒng)自身熱輻射引起的紅外雜散光問題,主要內(nèi)容如下:1.針對地基太陽望遠鏡CGST,利用有限元分析軟件COMSOL,模擬了CGST主鏡及次鏡所處的熱環(huán)境,對ULE鏡胚與Zerodur鏡胚的熱穩(wěn)定性做了對比分析,說明了Zerodur鏡胚的優(yōu)勢和熱控的必要性。2.全面研究了環(huán)形望遠鏡結(jié)構(gòu)中主鏡和次鏡的自身熱輻射雜散光,找到了影響系統(tǒng)雜散光的關(guān)鍵因素。利用COMSOL模擬的溫度結(jié)果,結(jié)合ZEMAX仿真,在不同的工作環(huán)境溫度和不同的表面發(fā)射率條件下,定量分析了主鏡及次鏡各表面不同波段的熱輻射產(chǎn)生的雜散光,并與全孔徑結(jié)構(gòu)反射鏡的熱輻射雜散光模擬結(jié)果做了對比。結(jié)果表明:(1)主鏡背面熱輻射對系統(tǒng)雜散光貢獻最大,對來自主鏡背面的熱輻射雜散光應(yīng)進行重點抑制;(2)鏡面的發(fā)射率是影響自身熱輻射雜散光的重要因素,應(yīng)盡量使其保持在較低的水平;(3)遠紅外波段的輻射對系統(tǒng)自身熱輻射雜散光比中紅外和近紅外高1-3個數(shù)量級;(4)工作環(huán)境溫度越高,自身熱輻射雜散光越強,為保證測量精度,應(yīng)采取相應(yīng)的溫控措施;(5)環(huán)形結(jié)構(gòu)比全孔徑結(jié)構(gòu)更有利于自身熱輻射雜散光的抑制。3.從表面涂層設(shè)計和溫控兩方面介紹了抑制地基太陽望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)自身熱輻射雜散光的不同方法,結(jié)合CGST的自身熱雜散輻射的特點,通過分析給出了CGST主鏡溫控措施的建議。
【學(xué)位單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH753.1
【部分圖文】：

1雜散光分析模型

2TMT的6個不同方位角的PST曲線

3JWST熱輻射分析模型
【參考文獻】

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本文編號：2847499