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La précision de la figure de surface des miroirs à grande hauteur joue un rôle crucial dans la résolution d'imagerie. Des moyens techniques spécifiques pour améliorer la précision de la figure de surface peuvent être mis en œuvre dans les domaines de la fabrication, de la métrologie, de la conception de la structure de support et de l'optimisation de l'adaptabilité environnementale. Ceux-ci seront élaborés ci-dessous: 1. Optimisation des processus de fabrication Processus de test de rotation basé sur le déchargement de la gravité: Dans les environnements de fabrication terrestre, la gravité affecte la figure de surface des miroirs asphériques d'espace à grande hauteur. Pour obtenir la fabrication de figures de surface zéro-gravité, une méthode de test de rotation de haute précision basée sur le déchargement de la gravité peut être établie. Par exemple, en utilisant la méthode de rotation à intervals égaux n-step: Premièrement, clarifiez ses principes fondamentaux. Dans un cas de fabrication spécifique (par exemple, un miroir asphérique Ule ф1290 mm), les erreurs d'angle de rotation et d'excentricité de contrôle strictement contrôlent strictement (erreur d'angle réel <0,1 °, erreur d'excentricité <0,1 mm). Pendant la phase de faible précision, utilisez la méthode de rotation en 3 étapes pour traiter les résultats des tests, la précision de la figure de surface du miroir convergent rapidement à 0,029λ RMS. Aborder l'amplification cumulative des erreurs symétriques causées par la méthode de rotation par élimination ciblée, la précision de la figure de surface convergente à 0,023λ λ RMS. Enfin, utilisez la méthode de rotation en 6 étapes pour traiter les résultats des tests et guider la fabrication optique, réalisant une précision élevée de la figure de surface. Après avoir éliminé l'erreur de déformation induite par la gravité, la précision de la figure de surface atteint 0,010λ RMS, se rapprochant de la figure de surface zéro-gravité du miroir en orbite. Cette méthode s'applique aux miroirs asphériques d'espace de classe mètre et plus grands. Techniques de broyage et de polissage optimisées: le broyage et le polissage sont essentiels pour la précision de la figure de surface miroir. Au cours du dernier demi-siècle, les techniques de rétroviseurs asphériques à grande hauteur ont évolué: Le broyage traditionnel est remplacé par le broyage CNC, permettant une élimination précise des matériaux par voie d'outils et pression contrôlés (par exemple, surfaçage optique contrôlé par ordinateur - CCOS). Les techniques de polissage déterministes comme la figure du faisceau d'ions (IBF) et la finition magnétorhéologique (MRF) sont largement adoptées: IBF utilise des faisceaux d'ions à haute énergie pour l'élimination des matériaux à l'échelle nanométrique. Le MRF utilise le liquide magnétorhéologique pour améliorer la rugosité de la surface et les erreurs de chiffre correctes. La combinaison de ces techniques avancées améliore considérablement la précision de la figure de surface. 2. Améliorations de la métrologie de la surface Algorithmes de détection de haute précision: pour les tests de composants optiques à grande hauteur: Une méthode "à double segmentation" localise efficacement les taches laser avec de grandes variations d'intensité. La méthode de centroïde gris fournit une extraction de centroïde spot stable. La classification basée sur les fonctionnalités identifie les points de réflexion de la surface avant. Ces algorithmes améliorent la précision de la métrologie, fournissant des données fiables pour la correction de surface. Méthodes de métrologie avancées: Méthode de pentaprisme à balayage: mesure les grands miroirs plats en balayant un pentaprisme et un autocollimateur pour détecter les différences d'angle d'inclinaison. La figure de surface est représentée comme une combinaison linéaire de polynômes de Zernike, résolues via un ajustement des moindres carrés. Atteint la précision RMS de 7,6 nm. Vérifié par rapport à la méthode Ritchey-Common (différence: 7,1 nm RMS pour le miroir de 1,5 m). Méthode Ritchey-Common: Nécessite des miroirs de référence sphériques. Analyse les erreurs d'excentricité et d'inclinaison via la modélisation optique. Les simulations pour les miroirs de 2 m montrent: avec une excentricité <5% d'ouverture et d'inclinaison <1 ° dans la plage d'angle Ritchey de 11 ° -30 °, l'erreur de récupération de surface est ~ 10⁻³λ RMS. L'application pratique a atteint 0,0238λ RMS et 0,1629λ PV pour un miroir φ2m (λ = 632,8 nm). 3. Optimisation de conception de la structure de support Structures de support à haute tolérance: aborde la dégradation induite par le stress: Exemple: miroir d'espace de haute précision de 1,5 m (matériau RB-SIC) avec conception légère triangulaire et des supports de flexion à trois points. Optimisé à l'aide du logiciel ISight pour minimiser les changements RMS dans les scénarios d'erreur d'assemblage 9 (erreur de 0,01 mm). Résultats: Ratio léger: 82,1% (masse: 170,23 kg) 1g de gravité: <0,016λ rms 0,02 mm Déplacement forcé: 0,016λ RMS 20 ℃ ± 5 ℃: Δrms <0,002λ Première fréquence naturelle: 101,3Hz Atténuation d'impact adhésif: Retrait de durcissement adhésif modélisé à l'aide de FEM à charge thermique. Effets analysés du volume adhésif, de l'emplacement, de la distribution et des paramètres. Conception optimisée pour le miroir rectangulaire: Six anneaux adhésifs flexibles montés latéraux Distribution presque uniforme uniforme Adhésif: Ø10 mm × 0,1 mm d'épaisseur Résultat: PV = 53,26 nm, RMS = 10,98 nm, contrainte maximale = 0,04MPA Le cadre optimisé par la topologie a réduit le poids de 62,12% (7,93 kg). 4. Réduire les effets de micro-vibration environnementaux À mesure que les capteurs à distance d'espace augmentent dans l'ouverture et la conception légère, la rigidité du miroir diminue, ce qui rend les figures de surface sensibles aux micro-vibrations (par exemple, à partir de moteurs pas à pas, roues de réaction, cryocoolers). Méthode d'analyse de réponse dynamique: Combine la superposition modale et le raccord polynomial Zernike. Exprime chaque forme de mode comme une combinaison linéaire de polynômes de Zernike. Calcule l'erreur de surface dynamique globale via une superposition modale. Analyse les aberrations optiques à partir de micro-vibrations via des coefficients Zernike. Permet l'atténuation ciblée des erreurs de surface induites par les vibrations pour améliorer la résolution d'imagerie.

Les miroirs à grande hauteur sont largement utilisés dans l'observation de la Terre, et leur conception d'ouverture optimale nécessite une considération complète de plusieurs facteurs, qui varient selon différents scénarios d'application. L'analyse suivante examine les aspects clés, notamment les exigences de résolution, la distance d'observation et la plate-forme, les caractéristiques du système optique et les coûts de fabrication avec une faisabilité technique: Exigences de résolution Résolution spatiale: Résolution spatiale élevée L'observation de la Terre, telle que la surveillance urbaine et la reconnaissance militaire - demande des miroirs à grande hauteur pour améliorer la résolution. Selon le critère de Rayleigh, la résolution angulaire θ d'un télescope se rapporte à la longueur d'onde λ et à l'ouverture du miroir d comme θ = 1,22λ / D. Dans la bande visible (λ ≈ 550 nm), la réalisation d'une résolution élevée nécessite une augmentation de D. Par exemple, une surveillance détaillée des structures urbaines nécessite une grande résolution suffisamment importante pour résoudre les caractéristiques raffinées. Lors de l'observation de l'orbite géostationnaire, l'ouverture doit être calculée avec précision en fonction des exigences de distance et de résolution pour atteindre une résolution spécifique des pixels au sol. Résolution spectrale: les applications impliquant l'analyse spectrale de la surface de la Terre (par exemple, surveillance de la végétation, exploration des ressources) hiérarchisent la résolution spectrale. Alors que les spectromètres déterminent principalement la résolution spectrale, les miroirs à grande hauteur collectent plus de lumière, augmentant la résistance du signal et améliorant indirectement la résolution spectrale. Par exemple, la surveillance des concentrations de chlorophylle de l'océan bénéficie d'une collection de lumière améliorée, permettant une analyse spectrale plus précise. Ici, le compromis entre l'augmentation de la capacité de collecte de lumière et la complexité ajoutée du système doit être équilibré pour déterminer l'ouverture optimale. Distance et plate-forme d'observation Plates-formes de faible orbite terrestre (LEO): à des altitudes de plusieurs centaines de kilomètres, l'observation LEO nécessite des ouvertures relativement plus petites. Les petits satellites de télédétection LEO, limités par la capacité et le coût de la plate-forme, utilisent généralement des ouvertures allant de dizaines de centimètres à ~ 1 mètre. Cependant, la surveillance à haute résolution de zones spécifiques peut exiger des ouvertures plus importantes (par exemple, des satellites commerciaux avec des ouvertures multimètres pour l'imagerie fine). Plates-formes d'orbite géostationnaire (GEO): à ~ 36 000 km d'altitude, l'observation efficace de la Terre nécessite des ouvertures extrêmement grandes. L'imagerie haute résolution de GEO peut exiger des ouvertures de plusieurs mètres ou plus. Par exemple, le Jaxa japonais a développé un géo-télescope avec une ouverture de 3,6 m composée de six segments de miroir pour obtenir une observation de terre haute résolution. Caractéristiques du système optique Type de système optique: différents systèmes (par exemple, Cassegrain, Ritchey-Chrétien) imposent des exigences d'ouverture variables. Des paramètres de conception comme les rapports focaux et les ouvertures relatives des miroirs primaires / secondaires doivent être pris en compte. Les systèmes optiques d'ouverture synthétique, qui combinent des miroirs plus petits pour imiter une grande ouverture, nécessitent une optimisation des ouvertures de sous-miroir et une ouverture synthétique équivalente basée sur la résolution et les besoins de champ de vision. Correction d'aberration: les grandes ouvertures sont sujettes aux aberrations (par exemple, sphérique, coma). Les corriger peuvent impliquer des éléments complexes ou des formes de miroir spécialisées, un impact sur la sélection de l'ouverture. Par exemple, les miroirs asphériques corrigent efficacement les aberrations dans les grandes ouvertures, mais leur difficulté de fabrication et leur échelle de coûts avec la taille. Ainsi, l'efficacité de la correction de l'équilibrage et la conception de l'ouverture sont essentielles pour l'optimisation. Coûts de fabrication et faisabilité technique Matériaux et processus: Les contraintes de matériaux et de fabrication limitent les tailles d'ouverture réalisables. Le verre optique traditionnel fait face à la déformation sous le poids de soi dans de grands miroirs, compromettant la précision de la surface. Les matériaux avancés (par exemple, les alliages de béryllium-aluminium, le verre Ule) offrent des performances supérieures mais encourent des coûts élevés et des défis de traitement. La fabrication de précision (broyage, polissage) et la métrologie pour les grandes ouvertures augmentent encore la complexité et les dépenses. La conception de l'ouverture doit s'aligner sur les matériaux, les processus et les budgets existants. Défis de lancement et de déploiement: les ouvertures plus importantes augmentent le volume et la masse, compliquant le lancement par satellite et le déploiement en orbite. La capacité limitée du véhicule de lancement nécessite des emballages compacts et un déploiement en orbite fiable. Par exemple, les conceptions de miroir déployables doivent assurer la stabilité et la précision lors du lancement et du déploiement. Les décisions d'ouverture doivent intégrer les coûts de lancement et la faisabilité du déploiement.

Les miroirs à grande hauteur jouent un rôle vital dans l'observation astronomique pour améliorer la résolution et la puissance de la lumière de la lumière, soutenu par des principes physiques clairs. Principes physiques pour améliorer la résolution CRITÈRE DE RAYLEIGH ET RÉSOLUTION ANGULAIRE: En raison de la nature d'onde de la lumière, une source ponctuelle imagée à travers un système optique ne forme pas une image ponctuelle parfaite mais plutôt un modèle de diffraction appelé disque aéré. Le critère de Rayleigh définit la condition de résolution de deux sources ponctuelles adjacentes: elles sont simplement résolues lorsque le centre du disque aéré d'une source coïncide avec le premier anneau noir du disque aéré de l'autre. À ce stade, la séparation angulaire (résolution angulaire) θ entre les sources satisfait la formule où λ est la longueur d'onde de la lumière et d est le diamètre de l'ouverture du système optique (c'est-à-dire le diamètre du miroir). À partir de cette formule, il est évident que pour une longueur d'onde d'observation donnée λ, un diamètre miroir plus grand D entraîne une résolution angulaire plus petite θ. Cela signifie que des objets célestes plus proches peuvent être distingués, améliorant ainsi la résolution des observations astronomiques. Par exemple, dans la même bande d'observation, un miroir à grande hauteur peut améliorer la résolution angulaire de plusieurs fois par rapport à un miroir à petites ouverts. Les étoiles trop proches les unes des autres pour être résolues avec un petit télescope deviennent clairement séparables avec un miroir de grande hauteur. Fréquence spatiale et transfert d'informations: Du point de vue de la fréquence spatiale, le processus d'imagerie optique peut être considéré comme le transfert des informations de fréquence spatiale d'un objet. Les informations à haute fréquence correspondent à de beaux détails, tandis que les informations à basse fréquence correspondent au contour global. Un miroir de grande hauteur, avec son ouverture plus large, recueille des rayons légers sous une plus grande gamme d'angles. Cela lui permet de transférer des informations de fréquence spatiale plus élevées, ce qui signifie que des détails plus fins d'objets célestes peuvent être rendus, améliorant ainsi la résolution. Par exemple, lors de l'observation des structures galactiques, les miroirs de grande ampleur peuvent capturer des détails subtils des bras en spirale et des régions de formation d'étoiles dans les galaxies, tandis que les miroirs à petite hauteur pourraient seulement révéler le contour de base de la galaxie. Principes physiques pour améliorer la puissance de la lumière de la lumière Relation entre le flux léger et l'ouverture: La puissance de collecte de lumière est généralement mesurée par un flux léger. Selon les principes optiques, le flux lumineux φ collecté par un télescope est proportionnel à la zone a de son miroir primaire, et la zone du miroir a est proportionnelle au carré de son diamètre (où D est le diamètre du miroir). Cela montre qu'un diamètre D plus grand signifie une zone miroir plus grande, collectant plus de flux léger. Par exemple, le doublement du diamètre du miroir quadrupent sa zone et le flux lumineux collecté. Cela permet aux miroirs de grande ampleur d'observer des objets célestes plus faibles car même une lumière extrêmement faible, lorsqu'elle est collectée et concentrée par le grand miroir, peut produire un signal détectable sur le détecteur. Rencontre du signal et suppression du bruit: Un plus grand flux lumineux permet non seulement l'observation d'objets plus faibles, mais améliore également considérablement la force du signal et supprime le bruit. Dans les observations astronomiques, les détecteurs sont affectés par divers types de bruit, tels que le bruit thermique et le bruit des tirs. La force du signal est proportionnelle au nombre de photons collectés. Un miroir de grande hauteur recueille plus de photons, augmentant ainsi la résistance du signal. Selon la relation statistique entre le signal et le bruit, lorsque la force du signal augmente, l'impact relatif du bruit sur le signal diminue, ce qui signifie que le rapport signal / bruit (SNR) s'améliore. Cela permet une extraction plus claire des informations caractéristiques d'un objet pendant le traitement des données, améliorant davantage la capacité d'observer les détails fins. Par exemple, lors de l'observation des galaxies éloignées, le plus grand nombre de photons collectés par un miroir de grande envergure entraîne des caractéristiques spectrales plus claires, permettant des mesures plus précises de propriétés comme le décalage vers le rouge et la composition chimique. En résumé, les miroirs à grande hauteur améliorent la résolution en augmentant le diamètre pour réduire la résolution angulaire selon le critère de Rayleigh et en utilisant une ouverture plus grande pour transférer des informations de fréquence spatiale plus élevées. Simultanément, ils améliorent la puissance de collecte de lumière en augmentant la zone du miroir pour collecter plus de flux lumineux et en améliorant le rapport signal / bruit. Cela offre des capacités d'observation sans précédent pour l'astronomie, ce qui stimule le progrès continu du domaine.

Avec l'avancement continu de la technologie d'exploration spatiale, les miroirs de grande en-ère sont devenus de plus en plus critiques dans ce domaine. Ils jouent un rôle irremplaçable dans l'amélioration des capacités d'exploration spatiale et l'expansion des gammes d'observation. Ci-dessous, nous élaborons les applications des miroirs de grande orthopéraire dans l'exploration spatiale sous plusieurs angles. Observation astronomique Résolution améliorée et capacité de collecte de lumière: les miroirs de grande hauteur collectent plus de lumière, améliorant ainsi la puissance de la lumière des télescopes. Dans l'observation astronomique, cela permet la détection d'objets célestes plus faibles. Par exemple, lors de l'observation des galaxies éloignées, les miroirs à grande amorce peuvent capturer une faible lumière émise par des galaxies à des milliards d'années-lumière, permettant aux astronomes d'étudier l'évolution de la galaxie dans l'univers précoce. De plus, leur grande ouverture améliore la résolution, permettant le discernement de structures plus fines dans les corps célestes. Par exemple, l'imagerie à haute résolution des surfaces stellaires ou des régions de formation d'étoiles dans les galaxies aide les scientifiques à obtenir des informations plus approfondies sur les propriétés physiques de ces objets. Observations infrarouges et éloignées: les miroirs à grande hauteur sont tout aussi significatifs dans les observations infrarouges et lointaines. Les objets célestes à basse température, tels que les protostars et les nuages ​​de poussière froide, émettent de l'énergie principalement dans le spectre infrarouge. Les miroirs à grande hauteur collectent efficacement la lumière dans ces longueurs d'onde, aidant les astronomes dans l'étude des processus de formation stellaire et planétaire. Des concepts tels que le grand télescope à ouverture unique pour les études d'univers (SALSUS), une proposition de télescope moyen / infrarouge, exploitent des antennes miroir gonflables de 20 mètres de classe pour atteindre des capacités de collection de photons sans précédent, déverrouillant une exploration infrarouge plus profonde de l'univers. Observation de la terre Surveillance météorologique et climatique: dans la surveillance des conditions météorologiques et du climat, les miroirs à grande hauteur permettent une imagerie à haute résolution pour les satellites météorologiques. En capturant des images haute définition de la surface et de l'atmosphère de la Terre, elles améliorent la surveillance des formations, des mouvements et du développement des nuages, améliorant la précision de la prédiction météorologique. Des mesures précises de paramètres tels que la température de surface et la température de l'océan soutiennent également la recherche sur le changement climatique, fournissant des données critiques pour affiner les modèles climatiques. Par exemple, les miroirs à grande hauteur améliorent la précision d'observation de la distribution atmosphérique de la vapeur d'eau, améliorant les prévisions de précipitations et d'autres phénomènes météorologiques. Surveillance des ressources et de l'environnement: pour la surveillance des ressources en terre et de l'environnement, les miroirs à grande hauteur facilitent des observations détaillées de la distribution des ressources de surface. Les applications comprennent le suivi des changements de couverture forestière, les modèles d'utilisation des terres et l'allocation des ressources en eau. Ils surveillent également la pollution de l'environnement, telles que la pollution de l'air et de la marine. L'imagerie haute résolution permet la détection opportune des changements environnementaux, offrant des conseils scientifiques pour la conservation et la gestion durable des ressources. Communication optique de l'espace Performances de liaison de communication améliorées: dans l'espace communication optique, les miroirs à grande hauteur servent d'antennes optiques. Leurs grandes ouvertures augmentent l'efficacité de la collecte et de la transmission des signaux lumineux, augmentant les taux de transfert de liaison et de transfert de données. Cela garantit une transmission stable sur le signal sur de longues distances, minimisant l'atténuation du signal et les interférences. Par exemple, dans les communications entre la Terre et les sondes en espace profond, les miroirs à grande hauteur reçoivent efficacement les signaux optiques faibles des sondes tout en transmettant des signaux de commande, garantissant une communication fiable et efficace. Points et suivi de haute précision: couplés à des systèmes avancés de pointage et de suivi, les miroirs à grande hauteur permettent un alignement précis sur les cibles de communication. Dans les liaisons satellites à satellite ou satellite à terre, ils assurent une transmission et une réception précises du signal. Grâce à des technologies de contrôle sophistiquées, ces miroirs ajustent rapidement leur orientation pour s'adapter aux besoins de communication dynamique et aux mouvements cibles, en maintenant des liaisons de communication optiques stables. Défis et solutions techniques Conception légère: un défi clé pour les miroirs à grande hauteur dans l'espace est les contraintes de poids. Des conceptions légères - comme des structures sandwich en nid d'abeille et des matériaux à basse densité et à haute résistance - l'admettent tout en maintenant l'intégrité structurelle et les performances optiques. Par exemple, les miroirs utilisant du verre ultra-bas d'expansion (ULE) combiné avec des noyaux en nid d'abeille atteignent une réduction du poids sans compromettre les exigences de la mission spatiale. Conception de la structure de support: les structures de support optimales sont essentielles pour maintenir la précision de surface des miroirs à grande hauteur. Les solutions courantes comprennent des supports à trois points ou hexapodes. Les conceptions doivent tenir compte de la distribution des points de support et de la rigidité pour atténuer les contraintes gravitationnelles et thermiques. Par exemple, les systèmes de support conjoint sphériques à trois points minimisent l'assemblage et les contraintes de déformation thermique sur orbite, assurant la cohérence entre les tests au sol et les performances en orbite. En savoir plus: l'usinage de précision dans les systèmes optiques Contrôle de stabilité thermique: Les fluctuations de la température dans l'espace affectent la stabilité thermique du miroir et la précision de surface. Les solutions incluent l'utilisation de matériaux à faible teneur en expansion, des revêtements de contrôle thermique et des systèmes de gestion thermique actifs. Ces mesures maintiennent les performances optiques à différentes températures. En plus d'avoir la capacité de fabrication des composants optiques de haute précision, Mg Optics possède également la capacité de développer des systèmes optiques complets.

L'imagerie de diffusion, en tant que technique d'imagerie cruciale, démontre une valeur d'application unique dans de nombreux domaines. Les technologies d'imagerie optique traditionnelles sont confrontées à des limites lorsqu'ils traitent de problèmes tels que la distorsion du front d'onde et la dégradation de l'image causée par la diffusion. En revanche, l'imagerie de diffusion adopte une approche innovante en tirant parti des effets de diffusion pour réaliser l'imagerie par des milieux de diffusion ou des médias complexes, présentant même des capacités de super résolution. Les sections suivantes fournissent une introduction détaillée à l'imagerie de diffusion optique: Principes de base de l'imagerie de diffusion optique: Lorsque la lumière rencontre des diffuseurs (par exemple, milieux troubles, tissus biologiques) pendant la propagation, sa direction change - un phénomène appelé diffusion. Dans l'imagerie de diffusion optique, les photons transportant des informations cibles sont perturbés par la distribution inhomogène des particules et des indices de réfraction dans le milieu de diffusion, conduisant à des images à détection directe déformée. Par exemple, dans des conditions brumeuses, la diffusion de la lumière par les gouttelettes d'eau provoque une observation floue des objets. Cependant, l'imagerie de diffusion optique repose sur l'analyse et le traitement de ces photons dispersés pour reconstruire les images. Les photons dispersés peuvent être classés comme: Photons balistiques (voyageant presque droits, transportant des informations cibles claires), Des photons de type serpent (subissant une diffusion multiple, conservant des informations cibles partielles), Photons diffus (hautement randomisés après une diffusion étendue). Différents types de photons jouent des rôles distincts dans l'imagerie. Les techniques d'imagerie de diffusion traditionnelles se concentrent souvent sur l'optimisation de la collection de photons balistiques pour la reconstruction d'image. Techniques d'imagerie de diffusion optique traditionnelles: Les méthodes conventionnelles basées sur la collecte de photons balistiques tentent d'extraire les informations cibles en isolant ces photons à partir de la lumière diffusée. Les premières approches ont utilisé des conceptions optiques spécifiques et des configurations de détecteur pour hiérarchiser la capture de photons balistiques. Cependant, dans les scénarios pratiques, les photons balistiques sont rares, et la plupart des photons dans des milieux de diffusion fortement sont non balistiques en raison de la diffusion multiple. Par conséquent, ces techniques fonctionnent mal dans les milieux avec une grande épaisseur optique et ont une applicabilité limitée. Imagerie de diffusion optique informatique: Avec les progrès technologiques, l'imagerie de diffusion informatique a émergé, mettant l'accent sur l'utilisation de photons non balistiques dans des milieux de diffusion épais. Les approches clés comprennent: Effet de mémoire optique et algorithmes de récupération de phase: L'effet de mémoire optique décrit comment les milieux de diffusion conservent la «mémoire» de la lumière incidente dans certaines conditions - les changements de temps en angle ou position d'éclairage produisent des variations corrélées dans le champ diffusé. Tirant cet effet avec des algorithmes de récupération de phase permet la récupération des informations de phase cible à partir des champs diffusés. Par exemple, les expériences reconstruisent les images cibles en corrélant la lumière diffusée avec les cibles à travers l'effet de mémoire et en résolvant itérativement les informations de phase. Cette méthode est prometteuse pour les milieux de diffusion épais dynamiques et le potentiel dans l'imagerie à large champ large. Imagerie de diffraction cohérente: Cette technique utilise un éclairage de lumière cohérente et des algorithmes itératifs pour reconstruire l'amplitude et la phase cibles à partir de modèles de diffraction mesurés. En enregistrant l'intensité de la lumière diffusée (manque de données de phase), les algorithmes de récupération de phase résolvent itérativement pour les informations manquantes. L'imagerie de diffraction cohérente dépasse les limites de résolution traditionnelles, permettant une imagerie à haute résolution des microstructures dans la science des matériaux et la biomédecine. Moteur itératif ptychographique: La ptychographie reconstruit les images à haute résolution en chevauchant des scans des régions cibles et en traitement itérative des données d'intensité diffusées. L'ajustement en continu des positions et des angles de numérisation améliore l'acquisition d'informations, améliorant la résolution et la qualité. Cette méthode excelle dans l'imagerie des cibles non sassistes et a une valeur significative dans les applications d'imagerie de diffusion pratiques. Chemin d'éclairage expérimental de l'imagerie de diffusion basée sur la matrice de transmission optique Défis et limitations: Malgré les progrès notables, l'imagerie de diffusion optique fait face à des défis: Environnements dynamiques: les milieux de diffusion en évolution rapide (par exemple, la fumée fluide, les tissus biologiques dynamiques) exigent un traitement en temps réel de l'évolution des données de diffusion, nécessitant des algorithmes très efficaces et une puissance de calcul. Résolution et qualité: les supports de diffusion épais dégradent souvent la qualité de l'image en raison de la perte d'informations et du bruit provenant de la diffusion multiple, conduisant à un flou ou à une distorsion. Spécificité du scénario: de nombreuses techniques excellent dans des conditions spécifiques mais manquent de généralisation, limitant leur robustesse à travers diverses applications du monde réel. Applications: Biomédecine: Permet l'imagerie des structures tissulaires internes par la diffusion de la lumière, aidant le diagnostic de la maladie (par exemple, détectant un cancer à un stade précoce via l'analyse de la lumière diffusée des tissus). Surveillance environnementale: facilite l'imagerie par le brouillard, la fumée ou la brume pour surveiller les sources de pollution distantes ou les phénomènes météorologiques. Inspection industrielle: soutient les tests non destructifs des matériaux opaques en analysant la lumière dispersée pour identifier les défauts internes, améliorer la qualité et la sécurité des produits.

Les systèmes optiques à trois axes à grand format réfrigéré trois axes trois miroirs ont une importance significative dans le champ optique, leur développement tendant vers une efficacité, une précision et une compacité plus élevées. Cela implique plusieurs voies techniques critiques, qui seront élaborées en détail ci-dessous: 1. Optimisation de la conception initiale du système optique 1.1 Construction initiale du système basé sur la théorie: L'utilisation de la théorie de l'aberration des vecteurs et du principe de Fermat permet l'acquisition directe de systèmes initiaux de forme libre sans obstruction avec une bonne qualité d'imagerie. Par exemple, lors de la conception de systèmes optiques réfléchissants hors axe libres à champ libre, cette méthode établit des cadres initiaux qui ne nécessitent qu'une optimisation simple pour obtenir des systèmes finaux, réduisant efficacement la complexité de conception. 1.2 Conception d'expansion du champ graduel: À partir des champs initiaux plus petits, le champ de vision est progressivement étendu en utilisant des incréments de longueur égale jusqu'à atteindre le champ complet cible. Au cours de chaque étape d'expansion, la sensibilité aux erreurs est recalculée et contrôlée à des niveaux inférieurs aux étapes précédentes. Par exemple, dans la conception de systèmes à trois systèmes hors axe hors champ, avec une faible sensibilité aux erreurs, le champ est progressivement élargi tout en utilisant des surfaces de forme libre pour une correction d'aberration pour atteindre de faibles cibles de sensibilité aux erreurs. 2. Application et optimisation des surfaces de forme libre 2.1 Correction d'aberration de forme libre: Les surfaces de forme libre corrigent efficacement les aberrations dans les systèmes de trois miroirs hors axe. Lors de la conversion des configurations coaxiales en axe hors axe introduit de nouvelles aberrations, les surfaces de forme libre peuvent compenser en conséquence. Par exemple, dans la conception de systèmes compacts hors axe à trois miroirs avec une correction de l'astigmatisme, les surfaces de forme libre compensent les aberrations nouvellement générées pour obtenir des performances limitées à proximité. 2.2 Extension du champ à travers les surfaces de forme libre: Dans les conceptions de systèmes à large champ, l'optimisation asphérique conventionnelle s'avère souvent inadéquate. L'application des surfaces de forme libre polynomiale de Zernike aux miroirs tertiaires augmente considérablement la liberté de conception et élargit les champs d'imagerie. Par exemple, dans les systèmes d'imagerie optique spatiale, cette approche atteint des champs sagittaux jusqu'à 20 °. 2.3 Compression de volume via des surfaces de forme libre: Le fait de tirer parti des capacités d'équilibrage d'aberration et de compression de volume des surfaces libres permet des conceptions compactes de système à trois miroirs hors axe. Guidé par la théorie de l'aberration nodale pendant l'optimisation et suivant des règles d'optimisation spécifiques, des systèmes hautement compacts peuvent être réalisés. 3. Réfrigération et optimisation de l'efficacité d'arrêt à froid 3.1 Détecteurs réfrigérés et configuration d'arrêt à froid: Dans les systèmes réfrigérés infrarouges hors axe, trois systèmes de miroir, en utilisant l'arrêt à froid du détecteur car l'arrêt de l'ouverture atteint l'efficacité d'arrêt à 100% à froid. Des exemples d'implémentations démontrent des améliorations importantes des performances du système. 3.2 Imagerie miroir de l'ouverture Stop: Imagerie L'arrêt de l'ouverture à la position du miroir primaire à travers les miroirs secondaires et tertiaires réduit considérablement la taille du miroir primaire tout en maintenant les performances, en réalisant des conceptions compactes. 4. Alignement du système et contrôle de précision 4.1 Analyse et compensation de courbure sur le terrain: Sur la base de la théorie de l'aberration du front d'onde vectoriel, l'analyse des caractéristiques de courbure des champs pendant les états de petit-misalignation permet la compensation par l'inclinaison du plan focal. Les études de simulation clarifient les relations entre les quantités de sous-champ et la précision d'alignement du miroir, informant les procédures d'alignement optimisées pour améliorer la précision de l'imagerie. 4.2 Optimisation du processus d'alignement: Le raffinement continu des méthodologies d'alignement améliore l'efficacité et la précision. Par exemple, le test de la caméra MTF pour les caractéristiques de courbure du champ et la compensation par le biais de réglages d'inclinaison du plan focal améliore les performances du MTF à champ bord dans tous les champs. 5. Génération de parcours d'outils et optimisation d'usinage 5.1 Planification du chemin de polissage en forme libre: Des méthodes efficaces de génération de parcours d'outils sont proposées pour la fabrication de miroirs de forme libre. Pour les miroirs primaires et tertiaires dans les systèmes hors axe, les stratégies de polissage basées sur NURBS (trajets circulaires concentriques, quasi-contracables et spiraux) avec une analyse de la posture de l'outil garantissent la précision d'usinage. 5.2 Correspondance d'équipement de processus: L'optimisation continue des processus d'usinage combinée à un équipement de haute précision améliore la précision et l'efficacité de fabrication de surface de forme libre, améliorant ainsi les performances globales du système optique.

Objectifs de conception Compatibilité avec des détecteurs à grand format: Avec la demande croissante de télédétection infrarouge ultra-large, le système optique doit être conçu pour répondre aux exigences d'imagerie à haute résolution, telles que celles des détecteurs infrarouges à grand format 4K-résolution. Efficacité d'arrêt à froid élevé: utilisez l'arrêt à froid du détecteur infrarouge refroidi comme arrêt de l'ouverture du système, visant une efficacité d'arrêt à 100% à froid pour améliorer la capacité de collecte des rayonnements du détecteur et améliorer la qualité de l'imagerie. Champ de vision large (FOV) et configuration dégagée: réalisez une plage d'observation plus large tout en évitant la perte de lumière et la lumière parasite causée par des obstructions, assurant l'intégrité et la clarté de l'imagerie. Qualité d'imagerie supérieure: la fonction de transfert de modulation du système (MTF) doit répondre aux critères spécifiés dans tous les domaines de vue pour garantir une imagerie nette pour les applications pratiques. Configuration structurelle Combinaison du miroir: Une structure d'imagerie secondaire utilise généralement un miroir asphérique d'ordre égal et deux miroirs de forme libre. Cette configuration corrige efficacement les aberrations et améliore les performances d'imagerie. Par exemple, le miroir primaire adopte une surface asphérique d'ordre égal, tandis que les miroirs secondaires et tertiaires utilisent des surfaces de forme libre polynomiale XY. La flexibilité des surfaces de forme libre permet la correction des aberrations générées dans les grands FOV. Pupille d'arrêt d'ouverture et de sortie: un élève de sortie réel est aligné avec l'arrêt à froid pour atteindre l'efficacité à 100% d'arrêt à froid. Dans certaines conceptions, les miroirs secondaires et tertiaires imagent l'ouverture s'arrête sur la position du miroir primaire, remplissant non seulement l'objectif d'efficacité de l'arrêt à froid, mais aussi réduisant considérablement l'ouverture du miroir primaire et optimisant la compacité du système. Technologies clés Application des surfaces de forme libre: les surfaces de forme libre jouent un rôle essentiel dans l'expansion de la FOV et la correction des aberrations. Par exemple, les surfaces de forme libre polynomiale XY sur les miroirs secondaires et tertiaires permettent un ajustement flexible des chemins lumineux pour compenser les aberrations sous de grands FOV, garantissant une qualité d'imagerie élevée dans tous les champs. Conception de l'athémalisation: aborder l'impact des fluctuations de la température environnementale sur la qualité de l'imagerie par athermalisation. Par exemple, assurez-vous que le MTF sur tous les champs reste au-dessus d'un seuil dans une plage de température de -40 ° C à 60 ° C, garantissant des performances stables dans des conditions variables et en améliorant l'adaptabilité et la fiabilité du système. Correction d'aberration: En plus de la correction de la surface de forme libre, optimisez la disposition et les paramètres du système optique pour un contrôle d'aberration complet. Des techniques telles que la théorie de l'aberration vectorielle et le principe de Fermat sont utilisées pour établir un système de forme libre non obstrué initial avec une qualité d'imagerie favorable, suivie d'une optimisation pour réduire la complexité de conception et améliorer la correction. Exemple de conception Un système conçu par Qian Zhuang, Mo Yan, Fan Rundong, et al. sert de cas pratique. Avec une longueur focale de 150 mm, fonctionnant dans la plage d'onde de 1,5 à 5 μm, un numéro F de 5 et un FOV de 30 ° × 25 °, le système utilise un miroir primaire asphérique pair d'ordre et des miroirs secondaires et tertiaires en polynomial XY. Le MTF à 25 LP / mm dépasse 0,4 dans tous les champs, répondant aux exigences d'imagerie des détecteurs infrarouges à grand format. Cette conception réussit avec succès un large FOV, une configuration sans obstacle, une qualité d'imagerie élevée et une compatibilité avec des détecteurs à grand format, validant l'efficacité de la méthodologie proposée. Conclusion La conception d'un système optique à trois axes à grand format refroidi à trois formats nécessite une considération complète de plusieurs facteurs. En sélectionnant des configurations structurelles appropriées, en appliquant des technologies clés et en optimisant à travers des exemples pratiques, le système peut répondre aux demandes croissantes de télédétection infrarouge à grande résolution à haute résolution. À mesure que les technologies connexes progressent, ces systèmes optiques devraient jouer un plus grand rôle dans divers domaines, les conceptions futures évoluant vers une efficacité, une précision et une compacité plus élevées.

Introduction: Évolution des exigences pour les systèmes optiques spatiaux Avec les progrès rapides de la technologie d'observation de la Terre basée sur l'espace, les applications militaires et civiles exigent des systèmes optiques qui atteignent simultanément les doubles défis: une imagerie haute résolution limitée par une quasi-diffraction à travers une large gamme spectrale (par exemple, 0,65 à 0,75 μm), tout en répondant aux exigences strictes pour la construction légère, la compacté et la rentabilité. Les télescopes réfléchissants traditionnels, bien que capables de corriger les aberrations à travers des configurations multi-miroirs et des conceptions asphériques, font face à des goulots d'étranglement critiques tels que la nécessité d'une précision de surface du miroir primaire mieux que λ / 20 (bande visible) et des difficultés à contrôler les déformations des structures à film mince. Ces limites augmentent considérablement la complexité et les coûts de fabrication. Percée technique: innovation synergique de l'optique diffractive et des systèmes de réflexion 1 et 1 Principes de conception Le principal défi dans la conception de télescopes diffractifs réside dans la forte dispersion chromatique des éléments diffractifs, qui ne peut se concentrer que la lumière précisément dans une plage spectrale extrêmement étroite. Pour permettre des applications à large bande des lentilles diffractives, la correction d'aberration chromatique est essentielle. Les lentilles de réfraction conventionnelles utilisent généralement des structures cimentées combinant des lunettes avec différentes propriétés de dispersion pour corriger les aberrations chromatiques sur des gammes spectrales spécifiques. Cependant, cette approche ne peut pas être directement appliquée aux lentilles diffractives, car tous les éléments diffractifs partagent des caractéristiques de dispersion identiques - IE, le nombre d'abbé d'un élément diffractif dépend uniquement de la longueur d'onde: V0 = λ0 / （λ1-λ2） 2. Objectif diffractif planaire: noyau léger Une lentille diffractive planaire avec des structures de relief à l'échelle micron sert d'objectif, intégré à un substrat ultra-mince (épaisseur totale <20 μm). Cela permet une conception super légère avec une ouverture de 1000 mm, 8 m focale (f / # = 100). Par rapport aux réflecteurs traditionnels, la masse est réduite de plus de 80% et la tolérance à la figure de surface est détendue à λ / 5, ce qui réduit considérablement la difficulté de fabrication. La conception transmissive annule les retards de trajet à double surface, les erreurs de figure de surface de rendu négligeables aux différences de chemin optique - rupture des limitations de précision des systèmes de réflexion conventionnels. 3. Céléphone à trois miroirs hors axe: correction chromatique et compacité Un système coaxial hors axe à trois miroirs avec des surfaces asphériques coniques élimine les erreurs d'excentricité d'alignement. La compensation de surface diffractive intégrée atteint une correction chromatique complète à travers 0,65–0,75 μm dans un champ de vision de 0,02 ° × 0,035 ° (FOV), avec des diamètres de tache <8 μm. Le système offre MTF> 0,5 à 30 lp / mm de fréquence spatiale, approchant des performances d'imagerie limitées par diffraction. Validation technique clé Couverture spectrale: performance achromatique dans une bande continue de 0,65 à 0,75 μm Résolution: MTF> 0,5 à 30 lp / mm Tolérance à l'alignement: exigence de précision de la surface du miroir réduit à λ / 5 Évolutivité: les conceptions de lentilles de diffraction harmoniques peuvent étendre la couverture au spectre complet (recherche en cours) Développement futur Les conceptions de courant sont limitées par l'ouverture de l'oculaire, résultant en un petit FOV (0,02 ° × 0,035 °). Les voies d'optimisation comprennent: Objectif diffractif harmonique: étendre la bande passante opérationnelle à 0,5 à 1,2 μm Intégration de miroir de forme libre: Développez FOV à 0,1 ° × 0,15 ° Conception optique modulaire: activer un alignement efficace pour les systèmes à plus grande hauteur (> 2 m) Conclusion Cette solution de télescope diffractif résout le conflit de longue date entre la conception légère et la haute résolution dans les systèmes optiques spatiaux grâce à l'intégration innovante des objectifs diffractifs planes et des oculaires à trois miroirs hors axe. Il fournit une voie technique viable pour les satellites d'observation de la Terre de nouvelle génération, l'exploration en espace en profondeur et les missions connexes. Avec les exigences de tolérance de surface détendue et l'architecture modulaire, la conception réduit considérablement les coûts de fabrication, accélérant l'application évolutive de systèmes optiques d'espace de haute précision.

I. Propriétés des matériaux adaptées aux environnements à basse température Excellente machinabilité: l'aluminium présente une machinabilité exceptionnelle, permettant la fabrication d'une structure d'instruments entière, y compris des composants optiques, du même matériau. Cela aide à atténuer les problèmes de désalignement optique à basse température. Dans les missions infrarouges spatiales, le refroidissement de l'instrument entier est essentiel pour supprimer le fond infrarouge et le bruit du détecteur. Cette caractéristique des miroirs en aluminium leur donne des avantages importants dans la fabrication de futurs satellites astronomiques infrarouges. Bonne conductivité thermique: une conductivité thermique élevée de l'aluminium permet une dissipation de chaleur efficace des composants optiques, en maintenant une stabilité à basse température. Pour les grands télescopes solaires infrarouges, les matériaux miroir avec une bonne conductivité thermique peuvent réduire les différences de température entre la surface du miroir et l'air ambiant. De plus, le polissage des miroirs en aluminium pour les longueurs d'onde infrarouge est relativement simple, ce qui fait des miroirs métalliques à faible coût (comme l'aluminium) un choix pratique pour les miroirs primaires. Ii Les performances optiques répondent aux exigences Précision de surface élevée: les miroirs en aluminium fabriqués via l'usinage ultra-précision présentent des valeurs d'erreur de front d'onde (WFE) qui répondent aux exigences des missions infrarouges spatiales. Par exemple, les mesures basées sur la densité spectrale de puissance confirment que la précision de surface des miroirs en aluminium satisfait les spécifications de l'instrument SPICA Coronagraph. Lorsqu'elle est intégrée dans un système optique, le WFE total est estimé à 33 nm (RMS), chaque miroir contribuant 10 à 20 μm (RMS) dans la région centrale de 14 mm. Réflectivité adaptée aux observations spatiales: les miroirs en aluminium fournissent une réflectivité adéquate dans des bandes spécifiques pour l'astronomie infrarouge basée sur l'espace. Dans les missions phares potentielles de la NASA telles que le luuir, l'aluminium est le revêtement réfléchissant préféré pour les télescopes à large bande. Pour maximiser la réflectivité dans les plages spectrales larges, la surface de l'aluminium doit rester non oxydée (exempte de la couche d'oxyde naturel formé dans l'air), permettant une couverture de la bande 11 à 15 eV. Iii. Stabilité élevée Le maintien de la forme de la surface aux températures cryogéniques: les miroirs en aluminium optimisé montrent une stabilité suffisante pour conserver la forme de surface dans des conditions cryogéniques. La modélisation des éléments finis prédit l'affaissement induit par la gravité, les erreurs de montage et la déformation cryogénique, validé par des tests à température ambiante et cryogénique. Les résultats expérimentaux montrent que les forces de précharge dominent les changements de forme de surface, avec une déformation totale à 100 K répondant aux exigences optiques. Conclusion Les miroirs en aluminium offrent des avantages importants pour l'optique refroidie dans les futurs satellites astronomiques infrarouges, notamment une excellente machinabilité, une conductivité thermique, des performances optiques et une stabilité. Ces attributs font des miroirs en aluminium très prometteurs pour les observations infrarouges spatiales. Stratégies d'optimisation 1. Processus de traitement de surface améliorés Dépôt assisté par l'ion plasma réactif amélioré: Déposage des films multicouches HFO₂ / Sio₂ sur des substrats en aluminium de retour en diamant (SPDT) via un dépôt assisté par un plasma réactif modifié par un plasma réactif modifié, un élément diélectrique irradié par l'environnement. Cette méthode atteint un seuil de dégâts induit par le laser (LIDT) de 11 J / cm² à 1064 nm. Fabrication de haute précision: la technologie SPDT produit des surfaces de qualité optique avec une rugosité de 8 à 13 nm et une précision de forme de 0,28λ (λ = 632 nm). Foulting laser sélectif (SLM) des miroirs en alliage en aluminium ALSI10MG, combinés avec SPDT, permet une optique d'espace de haute précision légère. 2. Réduction des défauts Contrôle des particules de surface: les dommages induits par le laser proviennent souvent de défauts nodulaires causés par des particules intégrées. Un contrôle strict de la qualité de surface du substrat minimise ces défauts. Analyse des mécanismes de dommages: la microscopie électronique à balayage (SEM) révèle la morphologie des dommages au laser, guidant les stratégies d'atténuation des défauts. 3. Réflectivité spectrale améliorée et durabilité environnementale Structures de films multicouches: HFO₂ / SIO₂ multicouche augmente la réflectivité spectrale, la résistance au laser et la durabilité environnementale des UV à l'infrarouge à l'onde moyenne. Le test LIDT prédit des seuils pour les processus de dommages. Revêtement en aluminium: les revêtements en aluminium réduisent la diffusion de surface à <20 Å RMS (par exemple, le processus VQ de C. Elcan) et améliorent la stabilité environnementale. 4. Conception et fabrication optimisées Conception compatible cryogénique: la machinabilité de l'aluminium permet des structures d'instruments monolithiques, réduisant le désalignement cryogénique. L'usinage ultra-précision assure la conformité WFE pour les missions spatiales. Miroirs à haute performance imprimés en 3D: conceptions d'inspiration par parapluie optimisées par la topologie avec remplissage de réseau tétraédrique réduisent le poids, la déformation et l'amélioration de la rigidité / modalité par rapport aux méthodes de forage traditionnelles. Conclusion Grâce à des traitements de surface optimisés, à un contrôle des défauts, à des revêtements améliorés et à la fabrication avancée (par exemple, l'impression 3D), les miroirs en aluminium permettent une résistance au laser et une stabilité environnementale améliorées, les positionnant comme des candidats idéaux pour les optiques laser infrarouges dans les applications spatiales.

Application dans les coronagraphes: Pour les futures observations coronagraphiques astronomiques infrarouges basées sur l'espace, les miroirs en aluminium sont utilisés dans les coronagraphes. Les observations à haut débit infrarouge dans l'espace nécessitent une optique réfléchissante refroidie, tandis que la coronagraphie exige des composants optiques de haute précision. Par exemple, le coronagraphe initialement proposé pour le projet de satellite astronomique infrarouge de nouvelle génération SPICA (SCI: SPICA Coronagraph Instrument) a impliqué la fabrication et l'évaluation d'un système optique comprenant des miroirs hors axe en aluminium de haute précision avec des surfaces de diamant. Une expérience de démonstration optique coronagraphique avec un masque de coronagraphe a été menée. Premièrement, l'erreur de front d'onde (WFE) des miroirs en aluminium a été mesurée à l'aide d'un interféromètre HE-NE Fizeau pour confirmer que la densité spectrale de puissance des exigences WFE MET SCI. Par la suite, les miroirs ont été intégrés dans le système optique et les performances globales du système ont été évaluées. Le WFE total des composants optiques a été estimé à 33 nm (RMS), chaque miroir contribuant 10 à 20 nm (RMS) à la région centrale de 14 mm du composant optique. Un contraste de 10−5,4 10−5,4 a été obtenu pour le coronagraphe en lumière visible. Sur la base des calculs du modèle et des performances optiques mesurées, le système d'imagerie coronagraphique devrait atteindre un contraste d'environ 10 à 7 10−7 à une longueur d'onde de 5 µm. Application dans la mission Ariel: La mission Ariel (ARMOSPHERIER RÉTÉSENSE INFRARGE EXOPLANET à grande survey) décrit la conception, l'analyse et le développement d'un miroir prototype d'aluminium de 1 mètre de diamètre pour son télescope. L'Agence spatiale européenne (ESA) a sélectionné Ariel comme sa prochaine mission scientifique de classe moyenne (M4), prévue pour le lancement en 2028. La mission vise à étudier les atmosphères de sélectionnées d'exoplanètes. La charge utile est basée sur un télescope de classe de 1 mètres précédé d'une suite d'instruments. La configuration du télescope est définie comme une conception classique de Casegrain avec un pupille excentrique, une disposition de deux miroirs et un miroir parabolique hors axe à trois axes. Une analyse de compromis a été réalisée pour des matériaux pour fabriquer le miroir primaire de 1 mètre de diamètre (M1), et l'alliage d'aluminium a été sélectionné comme matériau de base pour les miroirs du télescope et la structure. Aujourd'hui, les métaux tels que les alliages d'aluminium sont fréquemment pris en compte pour la fabrication de télescopes spatiaux opérant dans la gamme de longueurs d'onde infrarouge. La production de grands miroirs en aluminium comme celles pour Ariel est difficile, et des programmes de recherche et développement dédiés ont été lancés pour démontrer la faisabilité. Un miroir prototype, de taille identique au modèle de vol M1, mais avec un profil de surface plus simple, a été fabriqué et testé. Applications dans les futurs satellites astronomiques infrarouges: Optique refroidie pour les missions infrarouges spatiales: Pour les missions infrarouges spatiales, le refroidissement de l'instrument entier est essentiel pour supprimer le fond infrarouge et le bruit du détecteur. Dans ce contexte, l'aluminium convient à l'optique cryogénique car son excellente machinabilité permet d'utiliser le même matériau pour l'ensemble de la structure de l'instrument, y compris les composants optiques, ce qui aide à atténuer le désalignement optique à basse température. Les miroirs en aluminium ont été fabriqués via l'usinage ultra-précision, et leur erreur de front d'onde (WFE) a été mesurée à l'aide d'un interféromètre Fizeau. Sur la base de la densité spectrale de puissance du WFE, la précision de surface de tous les miroirs a été confirmée pour répondre aux exigences de l'instrument SPICA Coronagraph. Les miroirs ont ensuite été intégrés dans le système optique et la qualité d'image du système a été inspectée à l'aide d'un laser optique. Le WFE total a été estimé à 33 nm (RMS) basé sur le rapport Strehl, conformément aux valeurs WFE dérivées de mesures de miroir individuelles. Applications dans l'optique cryogénique infrarouge moyenne: Contraintes de déformation et protection contre la corrosion: Dans les instruments infrarouges moyens, des miroirs en aluminium à revêtement or sont utilisés pour l'optique cryogénique. Pour évaluer la déformation induite par la contraction thermique des miroirs en aluminium, des mesures de surveillance de la surface ont été effectuées pendant les cycles de refroidissement de la température ambiante à 100 K. Une méthode efficace pour empêcher la corrosion électrochimique des miroirs a également été explorée. Plusieurs échantillons ont été préparés par des conditions de revêtement variables, telles que l'insertion de couches isolantes, la formation de revêtements à blocage de l'humidité multicouche ou la réalisation de nettoyage de précision avant le revêtement. Le nettoyage de précision avant de déposer la couche d'or et de le couvrer d'une couche protectrice SIO s'est avérée efficace pour inhiber la corrosion en aluminium. Les rétroviseurs sur les sio sur ont survécu aux tests de refroidissement pour les applications infrarouges moyennes, présentant une réduction de réflectance d'environ 1% dans la plage de 6 à 25 µm par rapport aux miroirs plaqués en or non revêtus. Applications en optique laser infrarouge: Fabrication de miroirs IR améliorés par le laser et de l'environnement et à l'environnement: HFO 2 2 / SIO 2 2 multicouches ont été déposées sur des substrats en aluminium tourné en diamant à un point par diamant par diamant par diamant à un dépôt assisté par des ions plasmatiques réactives modifiés pour former des rétroviseurs IR à amélioration diélectrique à l'onde au laser et à l'environnement à 1064 nm. L'impact de la qualité de surface de l'aluminium tourné en diamant sur les performances optiques des miroirs améliorés diélectriques a été évalué. Un seuil de dégâts induit par le laser (LIDT) jusqu'à 11 J / cm 2 2 a été obtenu pour le miroir en aluminium amélioré testé en mode pulsé à 1064 nm avec une durée d'impulsion de 20 ns et un taux de répétition de 20 Hz. La morphologie des dommages au laser a été révélée en utilisant la microscopie électronique à balayage (SEM). Le mécanisme de dommage a été attribué aux défauts nodules causés par des particules ancrées dans la surface du substrat en aluminium.

Dans la quête de l'humanité pour conquérir le ciel et explorer le cosmos, la technologie d'imagerie a toujours été le moteur de base pour repousser les limites de la connaissance. Des premiers caméras de cinéma à la détection quantique, des lentilles sphériques volumineuses aux systèmes optiques de métasurface, chaque saut technologique a été alimenté par des percées révolutionnaires dans les composants optiques. En tant que leader dans la fabrication de miroirs asphériques, notre entreprise s'engage à autonomiser les progrès aérospatiaux avec des solutions optiques de pointe, permettant à nos clients de capturer des «yeux plus précis dans l'univers». I. L'ère du film: débuts optiques et limites des lentilles sphériques (d'avant le 20e siècle - 1940) À la fin du XIXe siècle, la naissance de la photographie aérienne a ouvert l'humanité la première de la Terre. Les caméras de reconnaissance précoce se sont appuyées sur des lentilles sphériques traditionnelles, mais leur imagerie souffrait d'aberrations sphériques, de distorsions chromatiques et de dessins volumineux. Par exemple, les «caméras de pigeons» de l'époque de la Première Guerre mondiale n'ont atteint des résolutions de seulement quelques mètres, ne répondant pas aux besoins de reconnaissance du champ de bataille. Ii L'ère spatiale: la montée des miroirs asphériques (1950 - 2000) À mesure que la course spatiale s'accélérait, la technologie optique asphérique a réalisé des percées marquantes. Les miroirs asphériques, avec leurs conceptions de surface de forme libre, ont éliminé les aberrations sphériques et une qualité d'imagerie considérablement améliorée et l'efficacité du système: Télédétection par satellite: le satellite Landsat-1 de 1972, équipé d'une optique asphérique, a permis une imagerie multispectrale de 80 mètres-résolution, révolutionnant la surveillance des ressources terrestres. Télescopes spatiaux: le télescope spatial Hubble 1990, avec un miroir primaire asphérique de 2,4 mètres, percé par des interférences atmosphériques pour capturer des images emblématiques en espace profond comme les «piliers de la création», réécrivant la compréhension astronomique. Iii. L'ère numérique: double percée dans la résolution et la légèreté (2000 à 2020) La demande du 21e siècle pour les vaisseaux spatiaux miniaturisés et l'exploration en espace profond a entraîné des transformations de système optique, avec des miroirs asphériques émergeant comme la norme pour leurs avantages "de haute précision + légers": Problèmes d'espace profond: Les composants optiques asphériques de Mars Curiosity Rover ont rendu l'imagerie de surface et l'analyse spectrale de la roche 1600 × 1200 pixels, aidant la recherche de signes de vie. Satellites commerciaux: Le satellite WorldView-4 a utilisé un miroir primaire asphérique de 1,1 mètre pour obtenir une résolution de 0,31 mètres, faisant progresser la cartographie mondiale de haute précision. Imagerie du drone: les miroirs asphériques légers ont réduit le poids de la charge utile électro-optique du drone de 40%, permettant des missions prolongées et un suivi en temps réel. Iv. L'avenir: fusion des métasurfaces et de l'imagerie intelligente (2020 et au-delà) L'imagerie aérospatiale entre dans une nouvelle ère de systèmes "plus légers, plus intelligents et plus forts", avec des miroirs asphériques convergeant avec les technologies frontalières: Technologie de métasurface: les lentilles plates de métasurface de Harvard pourraient remplacer les assemblages de lentilles complexes. Nous explorons des systèmes hybrides combinant des métasurfaces avec des bases asphériques. Imagerie quantique: s'appuyant sur la communication quantique du satellite "MICIUS", les futurs systèmes peuvent obtenir des liaisons en espace profond non pliantes et une imagerie ultra-sensible. Optique dirigée AI: les algorithmes d'apprentissage en profondeur optimisent dynamiquement les paramètres miroir asphériques pour corriger la turbulence atmosphérique en temps réel, améliorant la clarté du télescope spatial. Forces fondamentales: expertise à cycle complet dans les miroirs asphériques De la conception à la livraison, nous fournissons des solutions aérospatiales de bout en bout: Dimension technique Capacités de base Applications typiques Fabrication de haute précision Précision de surface de λ / 50, rugosité <0,5 nm, faisceau d'ion à double processus + polissage MRF Primaires du télescope spatial, systèmes de télédétection haute résolution Conception légère Substrats sic / céramique, structures optimisées par topologie, réduction de 30 à 50% CubeSat Tash charges, systèmes électro-optiques de drones Résilience à l'environnement extrême Performances stables de -200 ° C à 300 ° C, revêtements résistants aux rayonnements, tests de grade NASA Sondes en espace profond, optique en orbite presque solaire Solutions personnalisées Conceptions asphériques / libres hors axe, co-simulation optique-structurelle-thermique Terminaux de communication laser, systèmes de guidage des missiles Conclusion: Optique pionnière, explorer l'infini De l'orbite géostationnaire aux déserts martiens, de la lumière visible à la détection quantique, chaque saut de l'imagerie aérospatiale porte la marque de l'innovation optique. Avec les miroirs asphériques comme fondation, nous continuons à redéfinir les limites de précision, de poids et de fiabilité, ce qui permet aux clients de déverrouiller les secrets les plus profonds de l'univers. Regardez les étoiles, fabriquées avec précision - join nous dans la façonnage de l'avenir de l'optique spatiale! Contactez-nous: pour les solutions miroir asphériques personnalisées.

Les miroirs en aluminium, en tant que composants critiques dans les systèmes optiques, sont largement utilisés dans l'aérospatiale, la technologie laser, l'électronique grand public et d'autres champs en raison de leur nature légère, de leur conductivité thermique élevée et de leur compatibilité à large bande. Avec des percées dans les technologies de science des matériaux et d'usinage de précision, la performance des miroirs en aluminium continue de s'améliorer, ce qui remet progressivement à la domination du marché des miroirs traditionnels à base de verre. I. Classifications de base et caractéristiques des miroirs en aluminium La diversité des miroirs en aluminium provient de l'intégration des processus matériels et de la conception fonctionnelle, principalement classés comme suit: 1. Par structure de revêtement Miroirs en aluminium nu: couche d'aluminium directement exposée avec une réflectivité en bande UV (<300 nm) dépassant 92%, adaptée aux spectromètres UV et aux applications similaires. Cependant, ils nécessitent un contrôle environnemental strict en raison de la sensibilité à l'oxydation. Miroirs protégés en aluminium: durabilité améliorée à travers des revêtements protecteurs (par exemple, Sio₂, MGF₂), largement utilisés dans les systèmes laser et l'équipement extérieur, bien qu'avec des performances UV légèrement réduites. 2. Par optimisation des matériaux du substrat Substrats d'alliage d'aluminium microcristallin: des matériaux comme RSA6061 présentent un raffinement des grains à l'échelle nanométrique, une rugosité de surface <1 nm et de faibles coefficients de dilatation thermique (15–18 μm / m · k), idéal pour l'optique spatiale et les lasers de haute puissance. Substrats métalliques composites: composites en carbure d'aluminium-silicium (AL-SIC) combinent des propriétés légères avec une faible extension thermique, utilisée dans les charges utiles de télédétection par satellite. 3. Par conception fonctionnelle Miroirs laser: utilisez la pulvérisation du magnétron pour obtenir des revêtements à faible défaut, capables de résister à la puissance laser de niveau GW / CM², appliquée dans des dispositifs de coupe industrielle et de fusion nucléaire. Miroirs en aluminium de forme libre: surfaces complexes usinées via un tournant en diamant à un point (SPDT), utilisée pour le pliage de chemin de lumière dans les casques VR et la mise en forme du faisceau laser. Ii Avantages de base et applications de l'industrie Les propriétés uniques des miroirs en aluminium les rendent indispensables dans plusieurs domaines: 1. Optique aérospatiale et spatiale Conception légère: la densité de l'aluminium (1/3 celle du verre) réduit considérablement le poids de la charge utile par satellite. Par exemple, les satellites sentinelles européens utilisent des miroirs à base d'aluminium pour l'observation de la Terre à haute résolution. Stabilité thermique: Les substrats microcristallins en aluminium correspondent à la dilatation thermique des structures de support en alliage de titane, minimisant la déformation sous des gradients de température extrêmes et une durée de télescope spatiale prolongée. 2. Systèmes laser à puissance haute puissance Dissie de chaleur efficace: la haute conductivité thermique de l'aluminium (180 W / m · k) dissipe rapidement la chaleur, empêchant les effets de lentille thermique. L'installation nationale d'allumage des États-Unis (NIF) utilise des miroirs en aluminium pour une réflexion laser de niveau TW. 3. Électronique grand public et champs émergents Production de masse rentable: le moulage par injection combiné avec le SPDT permet une production à grande échelle, entraînant l'adoption intelligente du matériel dans les appareils automobiles LiDAR et AR / VR. Technologie Terahertz: Les surfaces en aluminium nu obtiennent une réflectivité> 99% dans la bande Terahertz (0,1 à 10 THz), permettant des systèmes d'imagerie et de communication sans revêtements supplémentaires. Iii. Percations clés dans la fabrication de miroirs en aluminium 1. Technologies d'usinage ultra-précis Retard de diamant à point unique (SPDT): fabrique directement des surfaces asphériques et de forme libre avec une précision de surface λ / 10 (λ = 632,8 nm), réduisant les exigences de post-polissage. Figure du faisceau d'ions (IBF): atteint la rugosité de surface sous-nanométrique (RMS <0,5 nm), répondant aux demandes de miroirs UV à haute précision. 2. Optimisation du processus de revêtement Pulvérisation de magnétron: produit des revêtements denses et uniformes avec une densité de défauts faible, améliorant les seuils de dégâts induits par le laser (> 5 J / cm² à 1064 nm). Dépôt de couche atomique (ALD): les revêtements protecteurs ultra-minces (par exemple, al₂o₃) améliorent la résistance à la corrosion pour les environnements marins et à humidité élevée. Les innovations dans la technologie des miroirs en aluminium conduisent des systèmes optiques vers des solutions légères et hautes performances. Alors que les matériaux intelligents et les technologies de fabrication avancées convergent, les miroirs en aluminium sont prêts à déverrouiller de nouvelles applications dans les puces photoniques, l'exploration spatiale et au-delà, en continuant à mener des progrès transformateurs dans l'industrie optique. MG-Optics vous fournira également un miroir asphérique optique, une plante optique, une métrologie optique, un CGH personnalisé, un système optique, un miroir optique vide et un revêtement optique.

Avec l'avancement de la technologie internationale de télédétection, l'ouverture efficace des caméras de télédétection spatiale de la Chine a progressivement augmenté, accompagnée d'une augmentation des demandes d'efficacité de la production. Par conséquent, les méthodes d'alignement et les processus de fabrication de ces caméras doivent continuellement évoluer. En raison de la déformation importante induite par la gravité des caméras à grande hauteur dans l'état de l'axe optique horizontal, qui ne peut être ignoré, cet article propose une technologie d'alignement d'alignement optique vertical. Cette approche aborde les principaux défis tels que l'assemblage précis et le positionnement des miroirs à grande hauteur, l'élimination des erreurs induites par la gravité et l'extraction de la référence de l'axe optique à l'état vertical, assurant la précision de l'alignement tout en améliorant l'efficacité. Figure 1: Processus clés et technologies de base de l'itinéraire d'alignement vertical De plus, l'article présente des unités d'alignement intelligentes. Les applications pratiques démontrent que l'adoption de ce cadre technique améliore la précision pré-assemblage, raccourcit les cycles de développement et résout les problèmes tels que les difficultés à détecter la référence de l'axe optique dans l'état vertical et à assurer la cohérence entre les résultats d'alignement du sol et les performances en orbite. Le processus d'alignement optique des caméras de télédétection est une étape critique de leur développement, englobant toutes les procédures d'assemblage et de réglage des composants aux systèmes optiques-mécaniques entièrement intégrés. La qualité d'alignement a un impact direct sur les performances d'imagerie finales. Ces dernières années, la Chine a terminé de nombreuses missions de télédétection spécialisées, atteignant des ouvertures de classe de compteur pour les caméras en orbite avec d'excellents résultats d'alignement. Les méthodes d'alignement traditionnelles de l'axe optique horizontal, avec des cycles d'alignement d'environ 90 jours par caméra, suffisaient pour des missions personnalisées à faible volume. Cependant, en tant que systèmes commerciaux de télédétection, tels que les constellations par satellite à grande échelle "16 + 4 + 4 + x" - le courant dominant, le modèle traditionnel de R&D fait face à des défis, y compris des cycles de production prolongés et une faible automatisation, ne répondant pas à des demandes d'alignement à haut volume. Pour répondre aux exigences pour les futurs caméras à grande hauteur et la production par lots, la technologie d'alignement vertical atténue efficacement la déformation de la gravité causée par le poids de la caméra et les cantilevers étendus. Pour obtenir une fabrication à haute efficacité de caméras à grande hauteur, il est essentiel de raccourcir les cycles d'alignement, d'assurer la cohérence, d'identifier et de surmonter les défis d'alignement du noyau, d'optimiser les processus et d'établir des unités d'alignement intelligentes. Technologie d'assemblage de haute précision pour les composants de miroir à grande hauteur Une nouvelle méthode de support "discrète" est utilisée pour obtenir une fixation légère très fiable et légère de miroirs à grande hauteur. Cela implique de lier des blocs thermiquement assortis aux points de support du dos ou de latéraux du miroir, de les connecter à des structures de support flexibles et de contraindre les six degrés de liberté. Pour garantir la précision de position entre les coussinets de support et le miroir, une méthode de positionnement du corps rigide à espace ouvert basé sur les coordonnées 3D est utilisée. Les positions nominales de tampons de support du modèle de conception sont référencées dans le système de coordonnées, et un dispositif de réglage à six axes aligne et corrige précisément les coussinets. Enfin, l'adhésif optique-mécanique est uniformément injecté pour solidifier la structure. La figure 2 illustre le résultat de l'assemblage. Figure 2: Assemblage de pavé de support pour le miroir de la caméra Geo-Eye2 Technologie d'élimination des erreurs de gravité Cette technologie implique une modélisation par éléments finis du miroir et sa structure de support pour analyser la déformation induite par la gravité. L'assemblage du miroir est retourné à 180 ° verticalement et les paramètres de surface sont mesurés dans les deux orientations. En comparant les données expérimentales avec les résultats de simulation, de véritables erreurs de gravité sont identifiées et supprimées. La figure 3 montre les mesures de surface avant et après l'élimination des erreurs. Figure 3: Détection et élimination des erreurs de gravité. (a) surface mesurée avec des erreurs de gravité; (b) Surface après le retrait des erreurs Technologie d'extraction de référence de l'axe optique En positionnant stratégiquement 2-3 trackers laser et plusieurs supports de billes cibles, les coordonnées spatiales de six points de référence autour de la caméra sont mesurées simultanément. Cela relie les positions de quatre instruments, établissant des relations spatiales entre le plan focal, l'axe optique, l'axe de vue et le miroir de référence de la caméra pour extraire la référence de l'axe optique. Figure 4: Extraction de référence de l'axe optique Pour la production future par lots, les systèmes d'alignement intelligents sont essentiels. Par exemple, une «unité de détection intelligente de surface optique» automatise l'inspection de surface (figure 5). Dans l'alignement de l'objectif, les aberrations du système sont analysées pour calculer les ajustements de position optimaux pour les composants optiques via un contrôle itératif, atteignant la précision sans intervention manuelle, améliorant ainsi l'efficacité et la cohérence. Figure 5: Schéma du système de détection de surface du miroir intelligent Conclusion Les percées dans la technologie d'alignement vertical et le développement d'unités d'alignement intelligentes sont applicables aux futures caméras de télédétection à l'éloignement à moyenne et grande envergure, en répondant à des besoins d'alignement divers, en particulier pour des missions à haut volume comme les constellations à faible dense en orbite. De plus, les algorithmes principaux pour l'alignement intelligent levier des techniques assistées par ordinateur pour calculer les écarts de position relatifs optimaux globalement optimaux des composants optiques basés sur les aberrations du système. Les plates-formes à six degrés de liberté de haute précision ajustent ensuite les poses de composants. Cette technologie s'étend au-delà de la télédétection à des champs tels que l'astronomie et l'aviation. Citation: Yue Liqing, Li bin, Li Chongyang, et al. Recherche sur l'installation verticale et le réglage de la caméra de télédétection optique de l'espace à grande hauteur [J]. Ingénierie infrarouge et laser, 2025, 54 (3): 20240572. Doi: 10.3788 / irla20240572

Structure de support des bipodes pour les miroirs à grande hauteur I. Contexte de définition et d'application La structure de support des bipodes pour les miroirs à grande hauteur est une technologie de support de haute précision utilisée dans les systèmes optiques tels que les télescopes spatiaux et les caméras de télédétection. Il relève des défis critiques liés à la précision de la surface et à la stabilité de position des grands miroirs dans des conditions environnementales complexes, y compris la gravité, les variations de température et les vibrations. En tirant parti des déformations élastiques des jambes de support flexibles, cette structure isole les charges externes et assure la qualité de l'imagerie. Caractérisées par une conception légère, une rigidité élevée et une forte adaptabilité, les structures bipodes sont devenues un choix grand public pour soutenir les miroirs avec des diamètres de 1 mètre ou plus. Ii Principe de travail principal La structure de soutien aux bipodes réalise sa fonctionnalité par des déformations élastiques des jambes flexibles: Isolement de charge: 1 et 1 Compense la déformation gravitationnelle lors des essais au sol. 2 Atténue la contrainte thermique causée par les gradients de température en orbite. 3 et 3 Absorbe les vibrations et les chocs lors du lancement. Support cinématique: Emploie trois points de support distribués symétriquement, chacun avec deux pattes de flexion disposées à des angles spécifiques pour former une unité flexible à double axe, permettant une flexibilité radiale et axiale. Équilibre de la rigidité-flexibilité: Optimise la forme des encoches de jambe (par exemple, les profils paraboliques) et des propriétés de matériau (par exemple, alliage de titane TC4) pour atteindre des déformations contrôlées tout en maintenant une rigidité suffisante. Iii. Points clés de conception structurelle Corps miroir: En règle générale, une structure légère hexagonale fermée en silice fondue ou en carbure de silicium, avec des diamètres jusqu'à plusieurs mètres pour équilibrer la rigidité et la réduction du poids. Composants de support: 1 et 1 Boss rectangulaires: Fixé sur les parois latérales du miroir, se connectant aux jambes flexibles via des trous filetés. 2 Jambes flexibles: conception à double axe avec encoches alignées axialement permettant des déformations élastiques radiales et tangentielles. 3 et 3 Plaque de base et plaque de support: La plaque de base est fixée à la plaque de support du miroir (carbure de silicium en aluminium), qui se connecte à la structure de charge principale. Mécanisme d'ajustement: Certains conceptions intègrent des systèmes de réglage bidirectionnels (par exemple, vis à billes, servomoteurs) pour l'alignement du miroir à six degrés de liberté, assurant la précision de la surface. Iv. Avantages techniques clés Contrôle de surface de haute précision: Les paramètres de la jambe optimisés (par exemple, profondeur d'encoche, épaisseur) permettent un contrôle d'erreur de surface dans λ / 20 (λ = longueur d'onde). Rigidité et stabilité améliorées: Les nouvelles configurations offrent une rigidité 30% plus élevée que les bipodes de lame orthogonaux traditionnels, augmentant les fréquences fondamentales et réduisant les risques de vibration. Adaptabilité thermique: Les déformations élastiques compensent les décalages d'expansion thermique entre le miroir et la plaque de support, minimisant la contrainte thermique. Flexibilité de conception: Les paramètres (par exemple, les angles de jambe, les formes d'encoche) peuvent être ajustés via une analyse par éléments finis pour s'adapter à différentes ouvertures et conditions opérationnelles. V. Méthodes d'alignement et de test Alignement du système de coordonnées: Les trackers laser établissent des coordonnées spatiales entre le miroir et la plaque de support, alignant les points de référence aux positions nominales. Réglage à six degrés de liberté: Sur la base de la cinématique de la plate-forme Stewart, les longueurs de jambe sont ajustées pour atteindre la traduction du miroir et le contrôle de l'attitude le long de l'axe optique. Contrôle d'erreur: Les erreurs d'alignement sont contrôlées à moins de 0,04 mm, répondant aux exigences pour les systèmes de haute précision comme les caméras de télédétection. Vi. Défis et tendances de développement Défis techniques: 1 et 1 Adaptation de l'environnement extrême: nécessite une optimisation matérielle et structurelle pour les environnements cryogéniques et de rayonnement dans l'espace profond. 2 Équilibre de la stimulation du poids: Réduisez davantage la masse tout en maintenant une rigidité de soutien suffisante. 3 et 3 Alignement intelligent: développez des algorithmes de compensation d'erreur en temps réel à l'aide d'une IA pour la maintenance en orbite. Directions futures: 1 et 1 Simulation multi-physique: intégrer l'analyse thermique-mécanique optique pour les prédictions complètes des conditions opérationnelles. 2 Matériaux avancés: explorez les composites en fibre de carbone et formez des alliages de mémoire pour les supports flexibles. 3 et 3 Conception modulaire: développer des composants remplaçables pour s'adapter à diverses exigences de mission. Vii. Applications typiques 1 et 1 Télescopes spatiaux: Prend en charge les miroirs primaires dans des systèmes comme le télescope James Webb, compensant les déformations thermiques. 2 Caméras de télédétection: Assure la stabilité de l'imagerie des grands miroirs dans les satellites d'observation de la Terre à haute résolution sous des charges mécaniques complexes. 3 et 3 Installations laser: Utilisé dans les expériences de fusion de confinement inertielle pour un contrôle précis du faisceau via des miroirs à grande hauteur. Conclusion La structure de support des bipodes, grâce à sa conception flexible et à son alignement de précision, est devenue une technologie de pierre angulaire pour les miroirs de grande hauteur, conduisant les progrès de l'optique spatiale et de la télédétection. Avec des progrès dans la science des matériaux et le contrôle intelligent, les systèmes bipodes évolueront vers une précision et une adaptabilité plus élevées, jetant une base solide pour l'ingénierie optique de nouvelle génération.

Types d'extensions de faisceau et leurs applications 1. Extendants du faisceau galiléen Principe: combine un oculaire concave et un objectif convexe sans focus intermédiaire. Forces: Compact, rentable et idéal pour les lasers de haute puissance en raison de la concentration d'énergie au point focal. Limites: rapport d'expansion limité et ajustements de collimation. Applications: systèmes laser militaires, coupe / soudage industriel et configurations optiques compactes. 2. Extendants du faisceau de keplérien Principe: utilise deux objectifs convexes, créant une véritable foyer intermédiaire. Forces: rapports d'expansion élevés et collimation précise pour les systèmes de faible puissance. Limites: Vulnérable aux dommages optiques au point focal; nécessite une épreuve de poussière. Applications: microscopie, spectroscopie et instruments optiques de qualité en laboratoire. 3. Extenteurs de faisceau asphérique Principe: exploite des lentilles non sphériques pour éliminer les aberrations sphériques. Forces: Qualité exceptionnelle du faisceau, conception simplifiée et évolutivité pour les grands diamètres de faisceau. Limites: Coût de fabrication plus élevé en raison de la géométrie complexe des lentilles. Applications: communication laser, métrologie de précision et imagerie à haute résolution. 4. EXPANDERS ASPHIERIER HARTMANN ASPHIER Principe: intègre l'optique asphérique à la détection de Hartmann WaveFront pour un contrôle ultra-précis. Forces: Précision du front d'onde inégalé pour les systèmes à grande hauteur. Limitations: Corps extrêmement élevé et complexité de fabrication. Applications: optique adaptative astronomique (par exemple, stars du guide laser), des armes laser à haute énergie et des configurations de recherche avancées. 5. Extenteurs de faisceau évanescent supersan optique intégré en expanseurs Principe: élargit les faisceaux via des champs évanescents dans des guides d'ondes, produisant des profils super-gaussiens uniformes. Forces: Design ultra-compact et intégré avec une excellente homogénéité du faisceau. Limites: limité à des longueurs d'onde spécifiques et à des rapports d'expansion. Applications: réseaux à fibre optique, biocapteurs et systèmes photoniques miniaturisés. 6. Extenteurs de faisceau compact plan Principe: utilise des métasurfaces ou une optique diffractive pour les conceptions plates et légères. Forces: idéal pour les appareils portables; Productible en masse et économique de l'espace. Limitations: Défis d'efficacité dans la lumière visible et les bandeurs de bande étroites. Applications: casques AR / VR, lidar de drone et outils optiques portables. 7. 2d Expanes à faisceau zoomable en continu Principe: ajuste dynamiquement les paramètres du faisceau à l'aide de lentilles mobiles ou de miroirs déformables. Forces: flexibilité inégalée pour les rapports d'expansion variables et les longueurs focales. Limites: Mécaniquement complexes et exigences de maintenance plus élevées. Applications: traitement laser multi-matériaux, optique adaptative et systèmes d'imagerie dynamique. 8. Lentins d'expanseur à faisceau ellipsoïdal unique Principe: réalise l'expansion via une seule lentille ellipsoïdale par réfraction / réflexion. Forces: conception simple à faible coût pour des dispositions optiques spécifiques. Limites: aberrations dans les applications hors axe; nécessite souvent une optique supplémentaire. Applications: scanners de code-barres, systèmes de projection de base et outils industriels sensibles aux coûts. Choisir le bon expanneur à faisceau: considérations clés Lasers à haute puissance: les conceptions galiléennes ou asphériques assurent la sécurité et la durabilité. Optique de précision: les systèmes asphériques ou keplériens offrent un contrôle supérieur du faisceau. Systèmes à grande échelle: les expanseurs de Hartmann assurent la précision inégalée du front d'onde. Portabilité: L'optique plane ou intégrée permet la miniaturisation. Besoins dynamiques: les systèmes zoomables 2D s'adaptent aux exigences en évolution. Chez MG Optics, nous nous spécialisons dans la conception et la fabrication d'extensions de poutres de pointe adaptées pour répondre aux exigences uniques des industries modernes.

Métriques de mesure du laser au laser Zygo pour les composants optiques: 1. PV (pic à vallée) Définition: distance verticale entre les points les plus élevés et les plus bas de la surface. Signification physique: reflète l'erreur locale maximale, indiquant directement la précision d'usinage. Remarque: le PV est sensible aux valeurs aberrantes (par exemple, rayures ou défauts) et doit être évaluée aux côtés d'autres mesures. Exigence typique: L'optique de haute précision (par exemple, miroirs laser) nécessite souvent du PV <λ / 10 (λ = 632,8 nm). ADvantage: moins sensible au bruit local, offrant une mesure stable de la qualité globale. 2. RMS (Root Mean Square) Définition: carré moyen des déviations entre tous les points de surface et la forme idéale. Signification physique: représente le niveau moyen d'erreur de surface globale, directement lié à la distorsion du front d'onde dans les systèmes optiques. Avantage: moins sensible au bruit local, offrant une mesure stable de la qualité mondiale. Exigence typique: les systèmes de précision (par exemple, les télescopes) exigent souvent le RMS <λ / 20 - λ / 50. 3. Ratio Strehl Définition: rapport de l'intensité de pointe d'un réel système optique à celui d'un système idéal à diffraction limitée. Signification physique: quantifie la qualité de l'imagerie; Les valeurs plus proches de 1 indiquent des performances plus élevées. Relation avec RMS: RMS plus élevée réduit le rapport Strehl. Formule empirique: Ratio strehl ≈ exp [- (2π · rms / λ) ²]. 4. puissance (déviation de courbure) Définition: Déviation de la courbure globale par rapport à la forme conçue (sphérique / asphérique). Signification physique: reflète les erreurs de distance focale ou de rayon de courbure due à l'usinage. Impact: Une puissance excessive provoque un décalage focal ou une augmentation des aberrations. 5. Astigmatisme Définition: aberration causée par une courbure dépareillée dans les axes orthogonaux (par exemple, x / y). Signification physique: découle souvent d'erreurs d'usinage asymétriques ou de stress de montage. Indice visuel: franges elliptiques ou en forme de selle. 6. Coma Définition: Erreur asymétrique conduisant à la traînée de type comète dans l'imagerie hors axe. Signification physique: généralement causée par des chemins d'outils inégaux ou une inclinaison de montage pendant la fabrication. Scénarios courants: l'optique hors axe ou les miroirs de grande ampleur est sujette au coma. 7. Rughice de surface Définition: irrégularités microscopiques, quantifiées en SA (moyenne arithmétique) ou SQ (rugosité RMS). Signification physique: affecte la perte de diffusion, le seuil de dégâts induit par le laser, etc. Mesure: Les interféromètres Zygo utilisent souvent l'interférométrie à lumière blanche (par exemple, les objectifs Mirau). 8. Flounges Définition: Nombre de bandes lumineuses / sombres dans les interférogrammes; 1 Fringe = λ / 2 Différence de chemin optique. Signification physique: visualise la distribution du gradient des erreurs de surface. Application: Des franges denses indiquent des gradients d'erreur abruptes (par exemple, des défauts d'usinage ou une souche de montage). 9. Coefficients polynomiaux de Zernike Définition: Coefficients à partir de la décomposition polynomiale de Zernike des erreurs de surface (par exemple, défocalisation, astigmatisme, aberration sphérique). Signification physique: quantifie la composition des erreurs pour guider l'optimisation des processus (par exemple, corriger les termes d'aberration spécifiques). 10. Erreur d'ajustement Définition: Erreur résiduelle après le moindre montage des données des données mesurées à la surface idéale (sphérique / asphérique / planaire). Signification physique: indique dans quelle mesure la forme fabriquée correspond à la conception, critique pour les performances au niveau du système. Résumé et recommandations Analyse holistique: hiérarchisez PV et RMS mais analysez les types d'aberration (astigmatisme / coma) pour identifier les sources d'erreur. Ajustement du processus: RMS élevé peut nécessiter du repolissage; Les pointes PV localisées suggèrent des problèmes d'outillage ou de montage. Alignement des applications: Exigences de tailleur (par exemple, les systèmes laser hiérarchisent la rugosité, les systèmes d'imagerie se concentrent sur le rapport Strehl). Validation croisée: utilisez des outils complémentaires (par exemple, profilomètres, interféromètres à lumière blanche) pour la vérification de la rugosité. En interprétant ces mesures, les ingénieurs peuvent identifier les défauts de fabrication, affiner les processus et s'assurer que les composants optiques répondent aux spécifications au niveau du système. Pour plus d'informations sur nos services de mesure de précision de surface optique , n'hésitez pas à contacter.

Les scientifiques et les ingénieurs à la pointe de la science des matériaux ont annoncé une progression révolutionnaire dans les revêtements anti-réflexion (AR) à haut tradus (AR), un développement pour redéfinir les performances des lasers, des dispositifs optiques et des systèmes d'énergie. Ces revêtements de nouvelle génération combinent des capacités de transmission de lumière supérieures avec une durabilité sans précédent, résolvant les défis critiques dans les applications de haute puissance où les revêtements AR traditionnels échouent souvent dans des conditions extrêmes. La technologie derrière la percée Développé par une équipe collaborative de Innovative Optics Labs et du National Institute of Advanced Materials , les nouveaux revêtements exploitent la conception à l'échelle nanométrique et les matériaux avancés tels que les composites Hafnia-Zirconia. En optimisant l'épaisseur de la couche et les indices de réfraction, les chercheurs ont atteint un seuil de dégâts dépassant 100 J / cm², une amélioration quintuple par rapport aux revêtements conventionnels. Cette résilience les rend idéales pour les lasers à haute énergie, la lithographie semi-conducteurs et l'optique aérospatiale, où une exposition intense à une exposition à la lumière auparavant limitée la durée de vie des composants. Avantages clés Efficacité améliorée: les pertes de réflexion réduites (jusqu'à <0,1% entre les longueurs d'onde à large bande) augmentent le débit de lumière dans les systèmes optiques. Durée de vie prolongée: la résistance aux dommages induits par le laser assure la fiabilité des opérations à long terme et haute puissance. Applications polyvalentes: compatibles avec les substrats de verre, de silicium et de diamant, permettant une utilisation dans les dispositifs médicaux, les concentrateurs solaires et les technologies de défense. Impact de l'industrie «Cette innovation comble l'écart entre les performances optiques et la durabilité», a déclaré le Dr Emily Chen, chercheur principal chez Innovative Optics Labs. «Pour les industries qui dépendent des lasers de précision, tels que la fabrication de semi-conducteurs et la recherche sur l'énergie de fusion, ces revêtements pourraient réduire les coûts de maintenance de 70% tout en doublant l'efficacité du système.» Les premiers adoptants incluent Global Laser Solutions , qui prévoit d'intégrer les revêtements dans des outils de lithographie de nouvelle génération. La société projette une réduction de 30% des temps d'arrêt pour les fabricants de puces, s'alignant avec la poussée mondiale vers des semi-conducteurs plus petits et plus rapides. En avant Avec la commercialisation prévue pour 2026, les revêtements devraient déclencher une vague d'innovation dans l'énergie verte, où ils pourraient améliorer l'efficacité du panneau solaire et protéger les systèmes photovoltaïques de concentration contre les facteurs de stress environnementaux. L'équipe explore également les revêtements adaptatifs qui s'adaptent dynamiquement à l'évolution des conditions d'éclairage, élargissant encore leur utilité. "Cela change la donne pour l'optique", a ajouté le Dr Chen. «En repoussant les limites de ce que les matériaux peuvent endurer, nous déverrouillons de nouvelles possibilités de technologies qui étaient autrefois limitées par la physique.»

Dans la modification de surface du carbure de silicium (SIC), le dépôt de vapeur physique (PVD) et le dépôt chimique de vapeur (CVD) sont deux techniques clés. Ils diffèrent considérablement en termes de principes de processus, de caractéristiques du revêtement et de scénarios d'application. Voici les distinctions de base entre les deux: 1. Principes de processus et mécanismes de réaction PVD (dépôt physique de vapeur) Le processus physique domine: les matériaux cibles solides sont convertis en atomes gazeux ou ions par bombardement de particules à haute énergie (par exemple, pulvérisation) ou évaporation thermique (par exemple, évaporation de l'arc), qui se condense et se dépose ensuite sur la surface du substrat (par exemple, sic) pour former un revêtement. Pas de réaction chimique: le transfert de matériau est principalement physique, sans liaison chimique entre le matériau cible et le substrat. Le revêtement se forme par l'adsorption physique et la diffusion. CVD (Dépôt de vapeur chimique) La réaction chimique domine: les précurseurs gazeux (par exemple, sih₄, ch₄) se décomposent ou réagissent avec d'autres gaz à des températures élevées, générant des substances actives (par exemple, sic) qui se déposent sur la surface du substrat par liaison chimique. Liaison chimique: Le revêtement forme de fortes liaisons interfaciales (par exemple, des liaisons covalentes) avec le substrat, entraînant une plus grande résistance à l'adhésion. 2. Comparaison des conditions de processus Paramètre PVD CVD Température Basse température (généralement 200 ~ 500 ° C) Haute température (généralement 800 ~ 1200 ° C) Pression Environnement à vide élevé (10⁻³ ~ 10⁻⁶ PA) Pression basse ou atmosphérique (selon les gaz de réaction) Taux de dépôt Plus lent (niveau nanométrique par minute) Plus rapide (niveau micrométrique par heure) Limitations du substrat Convient aux substrats sensibles à la chaleur (par exemple, composants traités) Nécessite des substrats à haute température (par exemple, des plaquettes SIC brutes) 3. Différences dans les caractéristiques du revêtement Force d'adhésion   PVD: La liaison du sous-substrate de revêtement est principalement physique, avec une résistance à l'adhésion plus faible (environ 10 ~ 50 MPa). CVD: forte liaison par des liaisons chimiques (jusqu'à des centaines de MPA), offrant une résistance supérieure à la délamination. Densité de revêtement PVD: Les revêtements sont relativement denses mais peuvent avoir des pores microscopiques (par exemple, des structures de "cristal columniques" dans la pulvérisation). CVD: Les revêtements sont très denses et uniformes (en raison de la formation continue des cristaux SIC via des réactions chimiques). Épaisseur et uniformité PVD: Convient aux revêtements minces (quelques nanomètres à quelques micromètres), avec une bonne couverture sur des formes complexes. CVD: capable de déposer des revêtements plus épais (dizaines de micromètres), mais l'uniformité de couverture sur les structures complexes peut être inférieure. Pureté et composition du matériau PVD: La composition du revêtement est directement déterminée par le matériau cible, avec une pureté élevée (pas de sous-produits). CVD: contrôle précis de la composition (par exemple, dopage avec de l'azote, du bore) en ajustant les rapports de gaz de réaction. 4. Scénarios d'application Applications PVD typiques Revêtements résistants à l'usure: revêtements en boîte, DLC (carbone en diamant) sur des outils et des roulements SIC. Films optiques: revêtements réfléchissants / anti-réfléchissants sur des dispositifs optiques SIC. Exigences de processus à basse température: revêtements anti-corrosion sur les composants traités à la précision (par exemple, moules d'emballage semi-conducteur). Applications CVD typiques Revêtements résistants à l'oxydation à haute température: couches protectrices SIC ou Si₃n₄ sur des matériaux composites SiC pour les applications aérospatiales. Dispositifs semi-conducteurs: croissance épitaxiale des films SIC monocristalliers sur les plaquettes SIC (par exemple, les couches de tampon pour les dispositifs d'alimentation). Exigences du film épais: revêtements résistants aux rayonnements sur des tubes de revêtement SIC pour les réacteurs nucléaires. 5. Résumé des avantages et des inconvénients Technologie Avantages Désavantage PVD Processus à basse température, bonne couverture sur des formes complexes, pas de contamination par le sous-produit Résistance à l'adhésion plus faible, revêtements plus fins, coût de matériau cible élevé CVD Force d'adhésion élevée, revêtements denses, fort contrôle de composition Sélection de substrat limites à haute température, gaz de réaction toxique, équipement complexe 6. Critères de sélection Choisissez PVD: pour un traitement à basse température, des géométries complexes, des films de haute pureté ou des scénarios nécessitant une évitement de la contamination par réaction chimique. Choisissez CVD: Pour les applications nécessitant une forte résistance à l'adhésion, un dépôt de film épais, une stabilité à haute température ou un contrôle de composition précis. Grâce à la comparaison ci-dessus, la technologie appropriée (PVD ou CVD) peut être sélectionnée sur la base des exigences d'application spécifiques (par exemple, limitations de température, performances de revêtement, coût) pour obtenir des résultats optimaux dans la modification de la surface du SIC. MG-Optics adopte la modification PVD, qui non seulement améliore l'efficacité de la modification tout en garantissant la qualité du revêtement de modification, mais réduit également les coûts, permettant la production de masse. La rugosité peut atteindre RA≤1nm.

Les télescopes reflétants sont largement utilisés dans divers domaines en raison de leurs avantages tels que l'aberration chromatique et la légèreté facile. Parmi eux, les télescopes à double réflexion sont les plus couramment utilisés. Le télescope RC est un type important de télescope à double réflexion. Son processus d'alignement est crucial pour la qualité de l'imagerie, mais actuellement, il repose principalement sur l'expérience en ingénierie, entraînant des coûts élevés. 1 et 1 Champ d'aberration du télescope à double réfléchissement je. Système de coordonnées et définition du symbole: Lorsqu'une surface optique s'écarte de sa position théorique, il existe six formes de décentration et d'inclinaison. Diagramme schématique de l'introduction de décentre et d'inclinaison dans le système ii Coma et astigmatisme: basé sur la théorie de l'aberration des vagues vectorielle, l'aberration des vagues d'un télescope à double refléte comprend des composantes du coma et de l'astigmatisme. Le troisième - l'ordre coma et le troisième - l'astigmatisme de l'ordre d'un système mal aligné est lié à la décentration et à l'inclinaison du miroir secondaire. 2 L'analyse de la méthode d'alignement du télescope RC: la méthode d'alignement traditionnelle qui prend le coma dans le champ de vision ON-Axe comme une référence ne peut garantir que les champs de vision ON-Axe et OFF-Axe obtiennent la meilleure qualité d'imagerie simultanément. Si le coma dans le champ de vision ON-Axe est d'abord ajusté à 0, la relation entre la décentration et l'inclinaison du miroir secondaire peut être déterminée à ce moment. Ensuite, ajustez l'astigmatisme dans le champ de vision symétrique OFF-Axe. En sélectionnant les champs de vue OFF-Axe dans le plan XoZ et le plan Yoz pour observer et ajuster l'astigmatisme, la correction simultanée peut être obtenue par plusieurs itérations. Tableau d'écoulement du processus d'alignement pour le télescope RC 3 et 3 Expérience d'alignement de simulation: Prendre un télescope R - C avec des paramètres spécifiques comme exemple, introduisez au hasard la quantité de désalignement du miroir secondaire. Tout d'abord, ajustez la décentration du miroir secondaire pour faire le coma dans le champ de vue ON-Axe 0. Ensuite, ajustez la décentration et l'inclinaison du miroir secondaire dans le plan Yoz et le plan XoZ pour faire l'astigmatisme dans l'axe OFF-Axe champ de vision symétrique. Après 3 itérations, le miroir secondaire est ajusté à la position théoriquement conçue, vérifiant la faisabilité de la méthode d'alignement. Aberration des ondes du système de différents champs 4 Expérience d'alignement et résultats: appliquez la méthode d'alignement vérifiée par simulation à l'alignement réel du télescope R - C. Prenez le miroir primaire comme référence, fixez le miroir secondaire sur un cadre de réglage à six dimensions et utilisez un interféromètre 4D pour l'inspection. Après l'alignement, l'aberration des vagues du champ de vision d'axe ON - du système est de 0,0730λ, et l'aberration des vagues du champ de vision symétrique OFF-Axe est d'environ 0,08λ, répondant aux exigences d'utilisation. 5. Conclusion: La méthode d'alignement proposée sur la base de la théorie d'aberration des ondes vectorielles a été vérifiée par simulation et expériences d'alignement réelles. Pour un télescope R - C mal aligné, l'alignement peut être achevé par 3 itérations. Après l'alignement, l'aberration des vagues des champs ON-Axe et Off-Axe de vue du système répond aux exigences d'utilisation.  

Qu'est-ce qu'un expanseur de faisceau? Un expanseur de faisceau est un composant optique capable de modifier le diamètre et l'angle de divergence d'un faisceau lumineux. Il joue un rôle crucial dans les systèmes optiques. 1. Définition d'un expanseur de faisceau Un expanseur de faisceau se compose généralement d'un ensemble de lentilles qui peuvent étendre un faisceau laser d'entrée ou d'autres faisceaux lumineux, augmentant leur diamètre et modifiant potentiellement leur angle de divergence. Différents types d'extensions de faisceau ont des conceptions et des structures variables, mais leur objectif commun est d'ajuster les caractéristiques du faisceau pour répondre aux exigences d'application spécifiques. 2. Fonctions d'un expanseur de faisceau (1) Changer le diamètre du faisceau - Dans de nombreuses applications optiques, des faisceaux de diamètres spécifiques sont nécessaires. Par exemple, dans le traitement au laser, un diamètre de faisceau plus grand peut couvrir une plus grande zone de traitement. En utilisant un expanseur de faisceau, un faisceau étroit peut être étendu à la taille souhaitée. - Pour les applications nécessitant un éclairage uniforme, telles que les systèmes d'éclairage du microscope, un expanseur de faisceau peut agrandir le faisceau émis par la source lumineuse pour fournir plus d'éclairage. (2) Réglage de l'angle de divergence du faisceau - L'angle de divergence d'un faisceau est essentiel aux performances d'un système optique. Un expanseur de faisceau peut réduire l'angle de divergence (formule: θ ≈ λ / (π * d)), ce qui rend le faisceau plus collimé, améliorant ainsi la distance de transmission et les performances de mise au point. - Dans les systèmes de communication optique, des poutres avec des angles de divergence faibles sont nécessaires pour assurer une transmission stable du signal. Un expanseur de faisceau peut ajuster le faisceau d'entrée pour répondre aux exigences du système de communication optique. (3) activer les opérations optiques de haute précision - Certains systèmes optiques de haute précision, tels que les pincettes optiques, nécessitent un contrôle précis des caractéristiques du faisceau. Un expanseur de faisceau peut faire partie du système de manipulation de poutres de la pince à épiler, travaillant en conjonction avec d'autres composants optiques pour garantir que l'ouverture du dos de l'objectif est complètement éclairée tout en permettant le positionnement du piège. - Dans le positionnement à l'échelle nanométrique et la mise en forme des faisceaux de haute précision, les expanseurs de faisceaux peuvent être utilisés avec des actionneurs comme les moteurs ultrasoniques pour obtenir un contrôle précis du faisceau. (4) s'adapter aux applications de plusieurs longueurs d'onde - Dans les systèmes optiques à longueur d'onde multiples, tels que le LiDAR multi-longueurs d'onde, les expansions traditionnelles de faisceau de transmission simple ont du mal à atteindre l'expansion du faisceau simultanément à plusieurs longueurs d'onde en raison de l'aberration chromatique. Pour y remédier, les expanseurs de faisceaux spécialisés, tels que les expanseurs de faisceau réfléchissant hors axe, peuvent être conçus pour être utilisés dans les systèmes LiDAR à longueur d'onde. (5) Optimisation des performances du système optique - Dans la conception des expanseurs d'asphériques asphériques à grande hauteur, des surfaces asphériques d'ordre élevé sont introduites dans l'objectif de l'objectif pour corriger les aberrations causées par de grandes lentilles d'ouverture relative, optimisant ainsi les performances du système optique. - Pour les systèmes optiques spécialisés, tels que les interféromètres Michelson dans les détecteurs d'ondes gravitationnels, l'installation de télescopes d'expansion à faisceau angulaire peut réduire la taille du faisceau et les dimensions des séparateurs tout en améliorant l'efficacité du temps d'observation, en fournissant des points de diagnostic de faisceau nécessaires et en facilitant l'alignement du faisceau. 3. Types d'extensions de faisceau Les expanseurs de faisceaux sont principalement divisés en deux catégories: réfractif (basé sur l'objectif) et réfléchissant (basé sur le miroir). (1) Extenteurs de faisceau de réfraction (basé sur l'objectif) Les expanseurs de faisceau de réfraction fonctionnent en fonction du principe de la réfraction de la lentille et se composent généralement de deux lentilles ou plus. Les types communs incluent les expanseurs de faisceaux galiléens et les expanseurs de faisceau de keplérien. (2) Expandeurs de faisceau réfléchissant (basé sur le miroir) Les expanseurs de faisceau réfléchissant fonctionnent en fonction du principe de la réflexion du miroir et se composent généralement de deux miroirs incurvés ou plus. Les types communs incluent les expanseurs de faisceau réfléchissant hors axe et les expanseurs de faisceau réfléchissant coaxial. (3) Comparaison des expanseurs de faisceau de réfraction et de réflexion - Extendants du faisceau de réfraction: compact, adapté à des applications à faible puissance, mais peut introduire l'aberration chromatique. - Extendants de faisceau réfléchissant: idéal pour les applications de haute puissance, exempts d'aberration chromatique, mais plus volumineux et plus complexes pour s'aligner. 4. Exemples d'application - Traitement laser: les expanseurs de faisceau de réfraction sont utilisés dans la coupe et le soudage au laser, tandis que les expanseurs de faisceaux réfléchissants sont utilisés dans le traitement laser haute puissance. - Observation astronomique: les expanseurs de faisceaux réfléchissants sont utilisés dans les systèmes de télescopes pour étendre le champ de vision. - Mesure optique: les expanseurs de faisceau de réfraction sont utilisés dans les interféromètres laser et les expériences optiques. - Communication laser: les expanseurs de faisceau de réfraction sont utilisés pour la collimation et l'expansion du faisceau. Résumé Les expandeurs de faisceau sont des composants essentiels dans les systèmes optiques, permettant un contrôle précis sur le diamètre du faisceau et l'angle de divergence pour répondre à divers besoins d'application. Leur conception et leur sélection dépendent de facteurs tels que la longueur d'onde, la puissance et les cas d'utilisation spécifiques. Avec les progrès technologiques, les expanseurs de faisceaux continuent d'évoluer, offrant des performances et une polyvalence améliorées dans des domaines allant du traitement laser à l'observation astronomique.