Berita

Akurasi sosok permukaan cermin pembelahan besar memainkan peran penting dalam resolusi pencitraan. Sarana teknis spesifik untuk meningkatkan akurasi angka permukaan dapat diimplementasikan di bidang manufaktur, metrologi, desain struktur pendukung, dan optimasi kemampuan beradaptasi lingkungan. Ini akan diuraikan di bawah ini: 1. Optimalisasi proses pembuatan Proses Pengujian Rotasi Berbasis Bongkar Gravitasi: Di ​​lingkungan manufaktur terestrial, gravitasi mempengaruhi figur permukaan cermin aspheri ruang angkasa besar. Untuk mencapai manufaktur angka permukaan nol gravitasi, metode pengujian rotasi presisi tinggi berdasarkan bongkar gravitasi dapat ditetapkan. Misalnya, menggunakan metode rotasi n-interval yang sama N-SPEP: Pertama, klarifikasi prinsip -prinsip fundamentalnya. Dalam kasus manufaktur tertentu (misalnya, cermin aspheric ф1290mm), kesalahan rotasi kontrol dan kesalahan eksentrik (kesalahan sudut aktual <0,1 °, kesalahan eksentrisitas <0,1mm). Selama fase presisi rendah, gunakan metode rotasi 3 langkah untuk memproses hasil tes, akurasi gambar permukaan cermin yang cepat konvergen ke 0,029λ rms. Alamat amplifikasi kumulatif dari kesalahan simetris yang disebabkan oleh metode rotasi melalui penghapusan yang ditargetkan, akurasi gambar permukaan konvergen lebih lanjut menjadi 0,023λ RMS. Akhirnya, gunakan metode rotasi 6 langkah untuk memproses hasil tes dan memandu manufaktur optik, mencapai akurasi figur permukaan yang tinggi. Setelah menghilangkan kesalahan deformasi yang diinduksi gravitasi, akurasi angka permukaan mencapai 0,010λ rms, mendekati angka permukaan nol gravitasi cermin di orbit. Metode ini berlaku untuk cermin aspheric ruang meter dan ruang yang lebih besar. Teknik penggilingan & pemolesan yang dioptimalkan: penggilingan dan pemolesan sangat penting untuk akurasi gambar permukaan cermin. Selama setengah abad terakhir, teknik untuk cermin aspherial aperture besar telah berkembang: Penggilingan tradisional sedang digantikan oleh penggilingan CNC, memungkinkan penghapusan material yang tepat melalui spath dan tekanan yang dikendalikan (misalnya, permukaan optik yang dikendalikan komputer - CCO). Teknik pemolesan deterministik seperti ion balok gambarkan (IBF) dan finishing magnetorheological (MRF) diadopsi secara luas: IBF menggunakan balok ion berenergi tinggi untuk penghapusan material skala nano. MRF menggunakan cairan magnetorheological untuk meningkatkan kekasaran permukaan dan memperbaiki kesalahan gambar. Menggabungkan teknik canggih ini secara signifikan meningkatkan akurasi angka permukaan. 2. Peningkatan metrologi permukaan Algoritma deteksi presisi tinggi: Untuk pengujian komponen optik aperture besar: Metode "segmentasi ganda" secara efektif menempatkan bintik -bintik laser dengan variasi intensitas besar. Metode Centroid Abu -abu menyediakan ekstraksi centroid spot yang stabil. Klasifikasi berbasis fitur mengidentifikasi tempat refleksi permukaan depan. Algoritma ini meningkatkan akurasi metrologi, memberikan data yang andal untuk koreksi permukaan. Metode Metrologi Lanjutan: Metode pemindaian pentaprism: mengukur cermin datar besar dengan memindai pentaprism dan autokolimator untuk mendeteksi perbedaan sudut kemiringan. Gambar permukaan direpresentasikan sebagai kombinasi linier polinomial zernike, diselesaikan melalui pemasangan kuadrat terkecil. Mencapai akurasi RMS 7.6nm. Diverifikasi terhadap metode ritchey-common (perbedaan: 7.1nm rms untuk cermin 1,5m). Metode Ritchey-Common: Membutuhkan cermin referensi bola. Menganalisis kesalahan eksentrisitas dan kemiringan melalui pemodelan optik. Simulasi untuk cermin 2m menunjukkan: dengan eksentrisitas <5% aperture dan tilt <1 ° dalam 11 ° -30 ° rentang sudut ritchey, kesalahan pemulihan permukaan adalah ~ 10⁻³λ rms. Aplikasi praktis mencapai 0,0238λ RMS dan 0,1629λ PV untuk cermin φ2m (λ = 632.8nm). 3. Optimalisasi Desain Struktur Dukungan Struktur Dukungan Toleransi Tinggi: Mengatasi Degradasi yang Diinduksi Stres: Contoh: Mirror ruang presisi tinggi 1,5m (bahan RB-SIC) dengan desain ringan terbuka segitiga dan dudukan lentur tiga titik. Dioptimalkan menggunakan perangkat lunak ISIGHT untuk meminimalkan perubahan RMS di bawah 9 skenario kesalahan perakitan (kesalahan 0,01mm). Hasil: Rasio ringan: 82,1% (massa: 170,23kg) Gravitasi 1G: <0,016λ rms 0,02mm perpindahan paksa: 0,016λ rms 20 ℃ ± 5 ℃: ΔRMS <0,002λ Frekuensi alami pertama: 101.3Hz Mitigasi Dampak Perekat: Model perekat penyusutan penyusutan menggunakan fem termal-load. Menganalisis efek volume perekat, lokasi, distribusi, dan parameter. Desain yang dioptimalkan untuk cermin persegi panjang: Enam cincin perekat fleksibel yang dipasang di samping Distribusi hampir seragam yang tidak seragam Perekat: Ø10mm × 0.1mm ketebalan Hasil: PV = 53.26nm, rms = 10.98nm, stres maks = 0.04mpa Bingkai yang dioptimalkan topologi mengurangi berat sebesar 62,12% (7,93kg). 4. Mengurangi Efek Mikro-Mikro Lingkungan Ketika sensor jarak jauh meningkat dalam aperture dan desain ringan, kekakuan cermin berkurang, membuat angka permukaan rentan terhadap vibrasi mikro (misalnya, dari motor stepper, roda reaksi, cryocoolers). Metode analisis respons dinamis: Menggabungkan superposisi modal dan fiting polinomial zernike. Mengekspresikan setiap bentuk mode sebagai kombinasi linier polinomial zernike. Menghitung kesalahan permukaan dinamis secara keseluruhan melalui superposisi modal. Menganalisis penyimpangan optik dari vibrasi mikro melalui koefisien Zernike. Memungkinkan mitigasi yang ditargetkan dari kesalahan permukaan yang diinduksi getaran untuk meningkatkan resolusi pencitraan.

Cermin pembelahan besar banyak digunakan dalam pengamatan Bumi, dan desain aperture optimalnya membutuhkan pertimbangan komprehensif dari berbagai faktor, yang bervariasi di berbagai skenario aplikasi. Analisis berikut meneliti aspek -aspek utama termasuk persyaratan resolusi, jarak dan platform observasi, karakteristik sistem optik, dan biaya produksi dengan kelayakan teknis: Persyaratan resolusi Resolusi Spasial: Pengamatan Bumi Resolusi Tinggi-seperti pemantauan kota dan pengintaian militer-memanjakan cermin besar-besaran untuk meningkatkan resolusi. Menurut kriteria Rayleigh, resolusi sudut θ dari teleskop berkaitan dengan panjang gelombang λ dan aperture cermin d sebagai θ = 1.22λ / D. Dalam pita yang terlihat (λ ≈ 550 nm), mencapai resolusi tinggi membutuhkan peningkatan besar. Misalnya, pemantauan terperinci terhadap struktur urban yang perlu dikenakan dengan resolusi tinggi. Misalnya. Saat mengamati dari orbit geostasioner, aperture harus dihitung secara tepat berdasarkan jarak dan persyaratan resolusi untuk mencapai resolusi piksel tanah tertentu. Resolusi spektral: Aplikasi yang melibatkan analisis spektral permukaan bumi (misalnya, pemantauan vegetasi, eksplorasi sumber daya) memprioritaskan resolusi spektral. Sementara spektrometer terutama menentukan resolusi spektral, cermin pembelahan besar mengumpulkan lebih banyak cahaya, meningkatkan kekuatan sinyal dan secara tidak langsung meningkatkan resolusi spektral. Misalnya, pemantauan konsentrasi klorofil laut mendapat manfaat dari peningkatan pengumpulan cahaya, memungkinkan analisis spektral yang lebih akurat. Di sini, trade-off antara peningkatan kemampuan berkumpul cahaya dan kompleksitas sistem yang ditambahkan harus diseimbangkan untuk menentukan aperture yang optimal. Jarak dan Platform Pengamatan Platform Low Earth Orbit (LEO): Di ketinggian beberapa ratus kilometer, pengamatan Leo membutuhkan lubang yang relatif lebih kecil. Satelit penginderaan jauh Leo kecil, dibatasi oleh kapasitas dan biaya platform, biasanya menggunakan lubang mulai dari puluhan sentimeter hingga ~ 1 meter. Namun, pemantauan resolusi tinggi dari area tertentu dapat menuntut lubang yang lebih besar (misalnya, satelit komersial dengan lubang multi-meter untuk pencitraan yang baik). Platform Geostationary Orbit (GEO): pada ketinggian ~ 36.000 km, pengamatan bumi yang efektif membutuhkan lubang yang sangat besar. Pencitraan resolusi tinggi dari GEO dapat menuntut lubang beberapa meter atau lebih. Misalnya, JAXA Jepang mengembangkan teleskop geo dengan apertur 3,6 m yang terdiri dari enam segmen cermin untuk mencapai pengamatan bumi resolusi tinggi. Karakteristik sistem optik Jenis sistem optik: Sistem yang berbeda (misalnya, Cassegrain, Ritchey-Chrétien) memaksakan berbagai persyaratan aperture. Parameter desain seperti rasio fokus dan lubang relatif dari cermin primer/sekunder harus dipertimbangkan. Sistem optik bukaan sintetis, yang menggabungkan cermin yang lebih kecil untuk meniru aperture besar, memerlukan optimalisasi lubang sub-ceritror dan bukaan sintetis yang setara berdasarkan resolusi dan kebutuhan pandangan lapangan. Koreksi penyimpangan: Bukaan besar rentan terhadap penyimpangan (misalnya, bola, koma). Mengoreksi ini mungkin melibatkan elemen kompleks atau bentuk cermin khusus, memengaruhi pemilihan aperture. Misalnya, cermin aspheric secara efektif memperbaiki penyimpangan dalam lubang besar, tetapi kesulitan manufaktur dan skala biaya dengan ukuran. Dengan demikian, penyeimbangan kemanjuran koreksi dan desain aperture sangat penting untuk optimasi. Biaya manufaktur dan kelayakan teknis Bahan dan Proses: Kendala material dan manufaktur membatasi ukuran apertur yang dapat dicapai. Kaca optik tradisional menghadap deformasi di bawah bobot diri di cermin besar, kompromi akurasi permukaan. Bahan canggih (misalnya, paduan berilium-aluminium, gelas Ule) menawarkan kinerja yang unggul tetapi menimbulkan biaya tinggi dan tantangan pemrosesan. Pabrikan presisi (penggilingan, pemolesan) dan metrologi untuk lubang besar semakin meningkatkan kompleksitas dan biaya. Desain apertur harus selaras dengan bahan, proses, dan anggaran yang ada. Tantangan Peluncuran dan Penyebaran: Bukaan yang lebih besar meningkatkan volume dan massa, peluncuran satelit yang rumit dan penyebaran on-orbit. Kapasitas kendaraan peluncuran terbatas mengharuskan pengemasan yang ringkas dan penyebaran in-orbit yang andal. Misalnya, desain cermin yang dapat digunakan harus memastikan stabilitas dan presisi selama peluncuran dan pembukaan. Keputusan bukaan harus mengintegrasikan biaya peluncuran dan kelayakan penyebaran.

Cermin pembelahan besar memainkan peran penting dalam pengamatan astronomi untuk meningkatkan resolusi dan kekuatan pengumpulan cahaya, didukung oleh prinsip-prinsip fisik yang jelas. Prinsip Fisik untuk Meningkatkan Resolusi Kriteria Rayleigh dan Resolusi Sudut: Karena sifat gelombang cahaya, sumber titik yang dicitrakan melalui sistem optik tidak membentuk gambar titik yang sempurna melainkan pola difraksi yang disebut disk yang lapang. Kriteria Rayleigh mendefinisikan kondisi untuk menyelesaikan dua sumber titik yang berdekatan: mereka hanya dapat diselesaikan ketika pusat disk atau disk lapang satu sumber bertepatan dengan cincin gelap pertama dari disk lapang yang lain. Pada titik ini, pemisahan sudut (resolusi sudut) θ antara sumber memenuhi rumus di mana λ adalah panjang gelombang cahaya dan d adalah diameter aperture dari sistem optik (yaitu, diameter cermin). Dari formula ini, terbukti bahwa untuk panjang gelombang pengamatan yang diberikan λ, diameter cermin yang lebih besar menghasilkan resolusi sudut yang lebih kecil θ. Ini berarti objek selestial yang lebih dekat dapat dibedakan, sehingga meningkatkan resolusi pengamatan astronomi. Sebagai contoh, pada pita pengamatan yang sama, cermin sporture besar dapat meningkatkan resolusi sudut beberapa kali lipat dibandingkan dengan cermin kecil-sepeser. Bintang-bintang yang terlalu berdekatan untuk diselesaikan dengan teleskop kecil menjadi jelas dapat dipisahkan dengan cermin aperture besar. Frekuensi spasial dan transfer informasi: Dari perspektif frekuensi spasial, proses pencitraan optik dapat dilihat sebagai transfer informasi frekuensi spasial suatu objek. Informasi frekuensi tinggi sesuai dengan detail halus, sementara informasi frekuensi rendah sesuai dengan garis besar keseluruhan. Cermin aperture besar, dengan aperture yang lebih luas, mengumpulkan sinar cahaya dari berbagai sudut yang lebih besar. Ini memungkinkannya untuk mentransfer informasi frekuensi spasial yang lebih tinggi, yang berarti detail yang lebih baik dari objek surgawi dapat diterjemahkan, sehingga meningkatkan resolusi. Misalnya, ketika mengamati struktur galaksi, cermin pembelahan besar dapat menangkap detail halus dari lengan spiral dan daerah pembentuk bintang dalam galaksi, sedangkan cermin-sedikit mungkin hanya mengungkapkan garis dasar galaksi. Prinsip Fisik untuk Meningkatkan Kekuatan Pengumpulan Cahaya Hubungan antara fluks cahaya dan aperture: Daya pengumpulan cahaya biasanya diukur dengan fluks cahaya. Menurut prinsip optik, fluks cahaya φ yang dikumpulkan oleh teleskop sebanding dengan area A dari cermin utamanya, dan area cermin A sebanding dengan kuadrat diameternya (Di mana D adalah diameter cermin). Ini menunjukkan bahwa diameter yang lebih besar berarti area cermin yang lebih besar, mengumpulkan lebih banyak fluks cahaya. Misalnya, menggandakan diameter cermin melipatgandakan area dan fluks cahaya yang dikumpulkan. Hal ini memungkinkan cermin pembelahan besar untuk mengamati benda-benda selestial yang lebih redup karena bahkan cahaya yang sangat redup, ketika dikumpulkan dan dipekatkan oleh cermin besar, dapat menghasilkan sinyal yang dapat dideteksi pada detektor. Kekuatan sinyal dan penindasan noise: Fluks cahaya yang lebih besar tidak hanya memungkinkan pengamatan objek yang lebih redup tetapi juga secara signifikan meningkatkan kekuatan sinyal dan menekan noise. Dalam pengamatan astronomi, detektor dipengaruhi oleh berbagai jenis kebisingan, seperti kebisingan termal dan kebisingan tembakan. Kekuatan sinyal sebanding dengan jumlah foton yang dikumpulkan. Mirror aperture besar mengumpulkan lebih banyak foton, sehingga meningkatkan kekuatan sinyal. Menurut hubungan statistik antara sinyal dan noise, ketika kekuatan sinyal meningkat, dampak relatif kebisingan pada sinyal berkurang, yang berarti rasio sinyal-to-noise (SNR) meningkat. Ini memungkinkan ekstraksi yang lebih jelas dari informasi karakteristik objek selama pemrosesan data, lebih meningkatkan kemampuan untuk mengamati detail yang baik. Misalnya, ketika mengamati galaksi yang jauh, jumlah foton yang lebih besar yang dikumpulkan oleh cermin pembakaran besar menghasilkan fitur spektral yang lebih jelas, memungkinkan pengukuran properti yang lebih akurat seperti pergeseran merah dan komposisi kimia. Singkatnya, cermin pembelahan besar meningkatkan resolusi dengan meningkatkan diameter untuk mengurangi resolusi sudut sesuai dengan kriteria Rayleigh dan dengan menggunakan aperture yang lebih besar untuk mentransfer informasi frekuensi spasial yang lebih tinggi. Secara bersamaan, mereka meningkatkan daya pengumpul cahaya dengan meningkatkan area cermin untuk mengumpulkan lebih banyak fluks cahaya dan dengan meningkatkan rasio sinyal-ke-noise. Ini memberikan kemampuan observasional yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk astronomi, mendorong kemajuan lapangan yang berkelanjutan.

Dengan kemajuan teknologi eksplorasi ruang angkasa yang berkelanjutan, cermin besar-besaran menjadi semakin kritis di bidang ini. Mereka memainkan peran yang tak tergantikan dalam meningkatkan kemampuan eksplorasi ruang dan memperluas rentang pengamatan. Di bawah ini, kami menguraikan aplikasi cermin pembelahan besar dalam eksplorasi ruang angkasa dari berbagai perspektif. Pengamatan Astronomi Peningkatan resolusi dan kemampuan pengumpulan cahaya: cermin pembelahan besar mengumpulkan lebih banyak cahaya, sehingga meningkatkan kekuatan pengumpulan cahaya dari teleskop. Dalam pengamatan astronomi, ini memungkinkan deteksi benda -benda selestial yang lebih redup. Misalnya, ketika mengamati galaksi yang jauh, cermin pembelahan besar dapat menangkap cahaya samar yang dipancarkan oleh galaksi miliaran tahun cahaya jauhnya, memungkinkan para astronom untuk mempelajari evolusi galaksi di alam semesta awal. Selain itu, aperture besar mereka meningkatkan resolusi, memungkinkan kebijaksanaan struktur yang lebih halus dalam benda -benda selestial. Misalnya, pencitraan resolusi tinggi dari permukaan bintang atau daerah pembentuk bintang dalam galaksi membantu para ilmuwan mendapatkan wawasan yang lebih dalam tentang sifat fisik objek ini. Pengamatan inframerah dan inframerah-jauh: cermin aperture besar sama signifikannya dalam pengamatan inframerah dan inframerah jauh. Objek surgawi suhu rendah, seperti protostar dan awan debu dingin, memancarkan energi terutama dalam spektrum inframerah. Mirror aperture besar secara efektif mengumpulkan cahaya dalam panjang gelombang ini, membantu para astronom dalam mempelajari proses pembentukan bintang dan planet. Konsep-konsep seperti teleskop besar aperture tunggal untuk studi alam semesta (Saltus), proposal teleskop inframerah menengah/jauh, memanfaatkan antena cermin kelas 20 meter yang dapat difulir untuk mencapai kemampuan pengumpulan foton yang belum pernah terjadi sebelumnya, membuka eksplorasi infrared yang lebih dalam terhadap alam semesta. Pengamatan Bumi Pemantauan Meteorologi dan Iklim: Dalam pemantauan cuaca dan iklim, cermin pembelahan besar memungkinkan pencitraan resolusi tinggi untuk satelit meteorologis. Dengan menangkap gambar definisi tinggi dari permukaan dan atmosfer Bumi, mereka meningkatkan pemantauan formasi awan, gerakan, dan pengembangan, meningkatkan akurasi prediksi cuaca. Pengukuran parameter yang tepat seperti suhu permukaan dan suhu laut juga mendukung penelitian perubahan iklim, memberikan data penting untuk menyempurnakan model iklim. Misalnya, cermin pembelahan besar meningkatkan akurasi pengamatan distribusi uap air atmosfer, meningkatkan perkiraan untuk presipitasi dan fenomena cuaca lainnya. Pemantauan Sumber Daya dan Lingkungan: Untuk sumber daya Bumi dan pemantauan lingkungan, cermin pembelahan besar memfasilitasi pengamatan terperinci dari distribusi sumber daya permukaan. Aplikasi termasuk pelacakan perubahan tutupan hutan, pola penggunaan lahan, dan alokasi sumber daya air. Mereka juga memantau polusi lingkungan, seperti polusi udara dan laut. Pencitraan resolusi tinggi memungkinkan deteksi tepat waktu perubahan lingkungan, menawarkan panduan ilmiah untuk konservasi dan pengelolaan sumber daya yang berkelanjutan. Komunikasi optik ruang Kinerja tautan komunikasi yang ditingkatkan: Dalam ruang komunikasi optik ruang, cermin sporture besar berfungsi sebagai antena optik. Bukaan besar mereka meningkatkan efisiensi pengumpulan dan transmisi sinyal cahaya, meningkatkan daya tautan dan laju transfer data. Ini memastikan transmisi sinyal yang stabil dalam jarak jauh, meminimalkan atenuasi dan gangguan sinyal. Misalnya, dalam komunikasi antara probe Bumi dan ruang dalam, cermin pembelahan besar secara efisien menerima sinyal optik yang lemah dari probe saat mentransmisikan sinyal perintah, memastikan komunikasi yang andal dan efisien. Penunjuk dan pelacakan presisi tinggi: Ditambah dengan sistem penunjuk dan pelacakan canggih, cermin pembelahan besar memungkinkan penyelarasan yang tepat dengan target komunikasi. Dalam tautan stasiun satelit-ke-satelit atau satelit ke tanah, mereka memastikan transmisi dan penerimaan sinyal yang akurat. Melalui teknologi kontrol yang canggih, cermin ini dengan cepat menyesuaikan orientasinya untuk beradaptasi dengan kebutuhan komunikasi yang dinamis dan gerakan target, mempertahankan tautan komunikasi optik yang stabil. Tantangan dan solusi teknis Desain Ringan: Tantangan utama untuk cermin sporture besar di ruang adalah kendala berat. Desain ringan-seperti struktur sandwich sarang lebah dan bahan-bahan berkekuatan rendah, dengan kekuatan tinggi-Tepati ini sambil mempertahankan integritas struktural dan kinerja optik. Misalnya, cermin menggunakan kaca ekspansi ultra-rendah (ULE) yang dikombinasikan dengan inti sarang lebah mencapai pengurangan berat badan tanpa mengurangi persyaratan misi ruang. Desain Struktur Dukungan: Struktur pendukung yang optimal sangat penting untuk mempertahankan akurasi permukaan cermin aperture besar. Solusi umum termasuk dukungan tiga poin atau hexapod. Desain harus menjelaskan distribusi titik dukungan dan kekakuan untuk mengurangi tekanan gravitasi dan termal. Sebagai contoh, sistem pendukung sendi bola tiga titik meminimalkan perakitan dan tekanan deformasi termal on-orbit, memastikan konsistensi antara pengujian tanah dan kinerja dalam-orbit. Pelajari lebih lanjut ： Pemesinan presisi dalam sistem optik Kontrol stabilitas termal: Fluktuasi suhu dalam ruang mempengaruhi stabilitas termal cermin dan presisi permukaan. Solusi termasuk menggunakan bahan ekspansi rendah-termal, pelapis kontrol termal, dan sistem manajemen termal aktif. Langkah -langkah ini mempertahankan kinerja optik di berbagai suhu. Selain memiliki kapasitas manufaktur komponen optik presisi tinggi, optik MG juga memiliki kemampuan untuk mengembangkan sistem optik lengkap.

Pencitraan hamburan, sebagai teknik pencitraan penting, menunjukkan nilai aplikasi yang unik di berbagai bidang. Teknologi pencitraan optik tradisional menghadapi keterbatasan ketika berurusan dengan masalah seperti distorsi muka gelombang dan degradasi gambar yang disebabkan oleh hamburan. Sebaliknya, pencitraan hamburan membutuhkan pendekatan inovatif dengan memanfaatkan efek hamburan untuk mencapai pencitraan melalui media hamburan atau media yang kompleks, bahkan menunjukkan kemampuan resolusi super. Bagian berikut memberikan pengantar terperinci untuk pencitraan hamburan optik: Prinsip dasar pencitraan hamburan optik: Ketika cahaya menemukan pencar (misalnya, media keruh, jaringan biologis) selama perambatan, arahnya berubah - sebuah fenomena yang dikenal sebagai hamburan. Dalam pencitraan hamburan optik, foton yang membawa informasi target terganggu oleh distribusi partikel yang tidak homogen dan indeks bias dalam media hamburan, yang mengarah ke gambar deteksi langsung yang terdistorsi. Misalnya, dalam kondisi berkabut, hamburan cahaya oleh tetesan air menyebabkan pengamatan objek yang kabur. Namun, pencitraan hamburan optik bergantung pada menganalisis dan memproses foton yang tersebar ini untuk merekonstruksi gambar. Foton yang tersebar dapat dikategorikan sebagai: Foton balistik (bepergian hampir lurus, membawa informasi target yang jelas), Foton seperti ular (menjalani beberapa hamburan, mempertahankan informasi target parsial), Foton difus (sangat acak setelah hamburan luas). Jenis foton yang berbeda memainkan peran yang berbeda dalam pencitraan. Teknik pencitraan hamburan tradisional sering fokus pada mengoptimalkan koleksi foton balistik untuk rekonstruksi gambar. Teknik pencitraan hamburan optik tradisional: Metode konvensional berdasarkan upaya pengumpulan foton balistik untuk mengekstrak informasi target dengan mengisolasi foton ini dari cahaya yang tersebar. Pendekatan awal menggunakan desain optik spesifik dan konfigurasi detektor untuk memprioritaskan penangkapan foton balistik. Namun, dalam skenario praktis, foton balistik langka, dan sebagian besar foton di media yang sangat hamburan adalah non-balistik karena beberapa hamburan. Akibatnya, teknik semacam itu berkinerja buruk di media dengan ketebalan optik yang besar dan memiliki penerapan yang terbatas. Pencitraan hamburan optik komputasi: Dengan kemajuan teknologi, pencitraan hamburan komputasi telah muncul, menekankan pemanfaatan foton non-balistik dalam media hamburan tebal. Pendekatan utama meliputi: Efek memori optik dan algoritma pengambilan fase: Efek memori optik menjelaskan bagaimana media hamburan mempertahankan "memori" dari cahaya insiden dalam kondisi tertentu - perubahan kecil dalam sudut iluminasi atau posisi menghasilkan variasi berkorelasi dalam bidang yang tersebar. Memanfaatkan efek ini dengan algoritma pengambilan fase memungkinkan pemulihan informasi fase target dari bidang yang tersebar. Misalnya, percobaan merekonstruksi gambar target dengan mengkorelasikan cahaya yang tersebar dengan target melalui efek memori dan secara iteratif menyelesaikan informasi fase. Metode ini menunjukkan janji untuk media hamburan tebal yang dinamis dan potensial di bidang lebar, pencitraan jarak jauh. Pencitraan difraksi koheren: Teknik ini menggunakan iluminasi cahaya yang koheren dan algoritma iteratif untuk merekonstruksi amplitudo dan fase target dari pola difraksi yang diukur. Dengan merekam intensitas cahaya yang tersebar (kurang data fase), algoritma pengambilan fase secara iteratif dipecahkan untuk informasi yang hilang. Pencitraan difraksi koheren melampaui batas resolusi tradisional, memungkinkan pencitraan resolusi tinggi dari struktur mikro dalam ilmu material dan biomedis. Mesin iteratif ptychographic: Ptychography merekonstruksi gambar resolusi tinggi dengan tumpang tindih pemindaian daerah target dan secara iteratif memproses data intensitas yang tersebar. Posisi pemindaian dan sudut yang terus menyesuaikan meningkatkan perolehan informasi, meningkatkan resolusi dan kualitas. Metode ini unggul dalam pencitraan target non-sparkse dan memiliki nilai yang signifikan dalam aplikasi pencitraan hamburan praktis. Jalur cahaya eksperimental pencitraan hamburan berdasarkan matriks transmisi optik Tantangan dan Keterbatasan: Meskipun ada kemajuan penting, pencitraan hamburan optik menghadapi tantangan: Lingkungan Dinamis: Media hamburan yang berubah dengan cepat (misalnya, asap yang mengalir, jaringan biologis dinamis) menuntut pemrosesan waktu nyata dari data hamburan yang berkembang, membutuhkan algoritma dan kekuatan komputasi yang sangat efisien. Resolusi dan Kualitas: Media hamburan tebal sering menurunkan kualitas gambar karena kehilangan informasi dan kebisingan dari berbagai hamburan, yang mengarah ke kabur atau distorsi. Spesifisitas Skenario: Banyak teknik unggul dalam kondisi tertentu tetapi kurang generalisasi, membatasi kekokohan mereka di berbagai aplikasi dunia nyata. Aplikasi: Biomedis: Memungkinkan pencitraan struktur jaringan internal melalui hamburan cahaya, membantu diagnosis penyakit (misalnya, mendeteksi kanker stadium awal melalui analisis cahaya yang tersebar dari jaringan). Pemantauan Lingkungan: Memfasilitasi pencitraan melalui kabut, asap, atau kabut untuk memantau sumber polusi yang jauh atau fenomena meteorologis. Inspeksi Industri: Mendukung pengujian non-destruktif dari bahan buram dengan menganalisis cahaya yang tersebar untuk mengidentifikasi cacat internal, meningkatkan kualitas dan keamanan produk.

Sistem optik bentuk-format-format besar-besaran tiga-sumbu tiga-miring memiliki kepentingan yang signifikan dalam bidang optik, dengan tren pengembangannya menuju efisiensi, presisi, dan kekompakan yang lebih tinggi. Ini melibatkan beberapa jalur teknis kritis, yang akan diuraikan secara rinci di bawah ini: 1. Optimalisasi desain sistem optik awal 1.1 Konstruksi sistem awal berbasis teori: Memanfaatkan teori penyimpangan vektor dan prinsip Fermat memungkinkan perolehan langsung sistem awal bentuk bebas yang tidak terobsesi dengan kualitas pencitraan yang baik. Misalnya, ketika merancang sistem optik reflektif bentuk bebas bentuk lebar, metode ini menetapkan kerangka kerja awal yang hanya membutuhkan optimasi sederhana untuk mencapai sistem akhir, secara efektif mengurangi kompleksitas desain. 1.2 Desain Ekspansi Lapangan Secara Bertahap: Mulai dari bidang awal yang lebih kecil, bidang pandang semakin diperluas menggunakan peningkatan panjang yang sama sampai mencapai bidang penuh target. Selama setiap langkah ekspansi, sensitivitas kesalahan dihitung ulang dan dikendalikan ke level yang lebih rendah dari tahap sebelumnya. Misalnya, dalam merancang sistem free-axis freeffield-field-axis tiga-mirror dengan sensitivitas kesalahan rendah, bidang ini secara bertahap diperluas sambil menggunakan permukaan bentuk bebas untuk koreksi penyimpangan untuk mencapai target sensitivitas kesalahan rendah. 2. Aplikasi dan optimalisasi permukaan bentuk bebas 2.1 Koreksi penyimpangan bentuk bebas: Permukaan bentuk bebas secara efektif memperbaiki penyimpangan dalam sistem tiga-mirror di luar sumbu. Saat mengonversi dari konfigurasi koaksial ke off-axis memperkenalkan penyimpangan baru, permukaan bentuk bebas dapat mengkompensasi sesuai. Misalnya, dalam merancang sistem tiga-mirror di luar sumbu yang ringkas dengan koreksi astigmatisme, permukaan bentuk bebas mengkompensasi penyimpangan yang baru dihasilkan untuk mencapai kinerja terbatas-difraksi. 2.2 Ekspansi Lapangan Melalui Permukaan Bentuk Bebas: Dalam desain sistem bidang lebar, optimasi aspheric konvensional sering terbukti tidak memadai. Menerapkan permukaan bentuk bebas polinomial Zernike ke cermin tersier secara signifikan meningkatkan kebebasan desain dan memperluas bidang pencitraan. Misalnya, dalam sistem pencitraan optik spasial, pendekatan ini mencapai bidang sagital hingga 20 °. 2.3 Kompresi volume melalui permukaan bentuk bebas: Memanfaatkan kemampuan penyeimbangan dan penyeimbangan volume bentuk free bentuk dan volume memungkinkan desain sistem tiga mirror yang ringkas. Dipandu oleh teori penyimpangan nodal selama optimasi dan mengikuti aturan optimasi spesifik, sistem yang sangat kompak dapat direalisasikan. 3. Optimalisasi efisiensi pendinginan dan penghentian dingin 3.1 Detektor yang didinginkan dan konfigurasi berhenti dingin: Dalam sistem inframerah off-axis inframerah tiga-mirror, menggunakan penghentian dingin detektor saat pemberhentian apertur mencapai efisiensi penghentian dingin 100%. Contoh implementasi menunjukkan peningkatan kinerja sistem yang signifikan. 3.2 Pencitraan cermin dari aperture berhenti: Pencitraan pemberhentian aperture pada posisi cermin primer melalui cermin sekunder dan tersier secara substansial mengurangi ukuran cermin primer sambil mempertahankan kinerja, mencapai desain kompak. 4. Penyelarasan sistem dan kontrol presisi 4.1 Analisis dan Kompensasi Kelengkungan Lapangan: Berdasarkan teori aberasi gelombang vektor, menganalisis karakteristik kelengkungan lapangan selama keadaan kecil-misalignment memungkinkan kompensasi melalui kemiringan bidang fokus. Studi simulasi mengklarifikasi hubungan antara jumlah subbidang dan akurasi penyelarasan cermin, menginformasikan prosedur penyelarasan yang dioptimalkan untuk meningkatkan ketepatan pencitraan. 4.2 Optimalisasi Proses Penyelarasan: Penyempurnaan metodologi penyelarasan yang berkelanjutan meningkatkan efisiensi dan akurasi. Misalnya, menguji MTF kamera untuk karakteristik kelengkungan lapangan dan mengkompensasi melalui penyesuaian kemiringan bidang fokus meningkatkan kinerja MTF medan tepi di semua bidang. 5. Pembuatan Toolpath dan Optimalisasi Pemesinan 5.1 Perencanaan jalur pemolesan bentuk bebas: Metode pembuatan pahat yang efektif diusulkan untuk fabrikasi cermin bentuk bebas. Untuk cermin primer dan tersier dalam sistem off-axis, strategi pemolesan berbasis NURBS (sirkuler konsentris, kuasi-konsentris, dan jalur spiral) dengan analisis postur pahat memastikan akurasi pemesinan. 5.2 Pencocokan Proses-Equipment: Optimalisasi terus menerus dari proses pemesinan yang dikombinasikan dengan peralatan presisi tinggi meningkatkan akurasi dan efisiensi fabrikasi permukaan bentuk bebas, sehingga meningkatkan kinerja sistem optik secara keseluruhan.

Tujuan desain Kompatibilitas dengan detektor format besar: Dengan meningkatnya permintaan untuk penginderaan jauh inframerah ultra-format, sistem optik harus dirancang untuk mengakomodasi persyaratan pencitraan resolusi tinggi, seperti detektor inframerah format besar resolusi 4K. Efisiensi penghentian dingin yang tinggi: Memanfaatkan penghentian dingin dari detektor inframerah yang didinginkan saat pemberhentian bukaan sistem, bertujuan untuk 100% efisiensi berhenti dingin untuk meningkatkan kemampuan pengumpulan radiasi detektor dan meningkatkan kualitas pencitraan. Bidang pandang luas (FOV) dan konfigurasi yang tidak terhalang: mencapai rentang pengamatan yang lebih luas sambil menghindari kehilangan cahaya dan cahaya liar yang disebabkan oleh halangan, memastikan integritas dan kejelasan pencitraan. Kualitas pencitraan superior: Fungsi transfer modulasi sistem (MTF) harus memenuhi kriteria yang ditentukan di semua bidang pandang untuk menjamin pencitraan tajam untuk aplikasi praktis. Konfigurasi Struktural Kombinasi Cermin: Struktur pencitraan sekunder biasanya menggunakan satu cermin aspheri orde-orde dan dua cermin bentuk bebas. Konfigurasi ini secara efektif memperbaiki penyimpangan dan meningkatkan kinerja pencitraan. Sebagai contoh, cermin primer mengadopsi permukaan aspheric orde orde, sedangkan cermin sekunder dan tersier menggunakan permukaan bentuk bebas polinomial XY. Fleksibilitas permukaan bentuk bebas memungkinkan koreksi penyimpangan yang dihasilkan di bawah FOV besar. Aperture Stop and Exit Pupil: Murid keluar nyata selaras dengan penghentian dingin untuk mencapai efisiensi penghentian dingin 100%. Dalam beberapa desain, gambar cermin sekunder dan tersier, aperture berhenti ke posisi cermin utama, tidak hanya memenuhi tujuan efisiensi berhenti dingin tetapi juga secara signifikan mengurangi aperture cermin utama dan mengoptimalkan kekompakan sistem. Teknologi Utama Aplikasi permukaan bentuk bebas: Permukaan bentuk bebas memainkan peran penting dalam memperluas FOV dan mengoreksi penyimpangan. Misalnya, permukaan bentuk bebas polinomial XY pada cermin sekunder dan tersier memungkinkan penyesuaian jalur cahaya yang fleksibel untuk mengkompensasi penyimpangan di bawah FOV besar, memastikan kualitas pencitraan tinggi di semua bidang. Desain Athermalization: Mengatasi dampak fluktuasi suhu lingkungan pada kualitas pencitraan melalui athermalization. Misalnya, pastikan MTF di semua bidang tetap di atas ambang batas dalam kisaran suhu -40 ° C hingga 60 ° C, menjamin kinerja stabil di bawah kondisi yang bervariasi dan meningkatkan kemampuan beradaptasi dan keandalan sistem. Koreksi penyimpangan: Selain koreksi permukaan bentuk bebas, mengoptimalkan tata letak dan parameter sistem optik untuk kontrol penyimpangan yang komprehensif. Teknik -teknik seperti teori penyimpangan vektor dan prinsip Fermat digunakan untuk membangun sistem bentuk bebas awal yang tidak terhalang dengan kualitas pencitraan yang menguntungkan, diikuti dengan optimasi untuk mengurangi kompleksitas desain dan meningkatkan koreksi. Contoh Desain Sistem yang dirancang oleh Qian Zhuang, Mo Yan, Fan Rundong, dkk. berfungsi sebagai kasus praktis. Dengan panjang fokus 150 mm, beroperasi dalam kisaran panjang gelombang 1,5-5 μm, angka-F 5, dan 30 ° × 25 ° FOV, sistem ini menggunakan cermin primer aspheric orde dan xy polinomial freeform sekunder dan cermin tersier. MTF pada 25 lp/mm melebihi 0,4 di semua bidang, memenuhi persyaratan pencitraan detektor inframerah format besar. Desain ini berhasil mencapai FOV yang luas, konfigurasi yang tidak terhalang, kualitas pencitraan tinggi, dan kompatibilitas dengan detektor format besar, memvalidasi efektivitas metodologi yang diusulkan. Kesimpulan Desain sistem optik tiga-mirror bentuk bebas format besar yang didinginkan membutuhkan pertimbangan komprehensif berbagai faktor. Dengan memilih konfigurasi struktural yang tepat, menerapkan teknologi utama, dan mengoptimalkan melalui contoh-contoh praktis, sistem ini dapat memenuhi permintaan yang berkembang untuk penginderaan jarak jauh inframerah yang beresolusi tinggi, fov. Ketika teknologi terkait maju, sistem optik seperti itu diharapkan memainkan peran yang lebih besar dalam berbagai bidang, dengan desain di masa depan berkembang menuju efisiensi, presisi, dan kekompakan yang lebih tinggi.

PENDAHULUAN: Persyaratan yang berkembang untuk sistem optik ruang Dengan kemajuan cepat teknologi pengamatan bumi berbasis ruang, baik aplikasi militer dan sipil menuntut sistem optik yang secara bersamaan mencapai tantangan ganda: pencitraan resolusi tinggi yang hampir terdifraksi di seluruh rentang spektral yang luas (mis., 0,65-0,75 μm), sambil memenuhi persyaratan yang ketat untuk konstruksi ringan, kesederhanaan, dan efektif biaya. Teleskop reflektif tradisional, meskipun mampu mengoreksi penyimpangan melalui konfigurasi multi-cermin dan desain aspheric, menghadapi kemacetan kritis seperti kebutuhan akan akurasi permukaan cermin primer lebih baik daripada λ/20 (pita yang terlihat) dan kesulitan dalam mengendalikan deformasi struktur film tipis. Keterbatasan ini secara signifikan meningkatkan kompleksitas dan biaya manufaktur. Terobosan Teknis: Inovasi sinergis dari optik difraktif dan sistem reflektif 1. Prinsip desain Tantangan utama dalam merancang teleskop difraktif terletak pada dispersi kromatik yang kuat dari unsur -unsur difraktif, yang hanya dapat memfokuskan cahaya dengan tepat dalam kisaran spektral yang sangat sempit. Untuk memungkinkan aplikasi broadband lensa difraktif, koreksi penyimpangan kromatik sangat penting. Lensa bias konvensional biasanya menggunakan struktur semen yang menggabungkan kacamata dengan sifat dispersi yang berbeda untuk memperbaiki penyimpangan kromatik pada rentang spektral spesifik. Namun, pendekatan ini tidak dapat diterapkan secara langsung pada lensa difraktif, karena semua elemen difraktif memiliki karakteristik dispersi yang identik - yaitu, jumlah abbe elemen difraktif hanya tergantung pada panjang gelombang: V0 = λ0/（λ1-λ2） 2. Planar Diffractive Tujuan: Inti Ringan Lensa difraktif planar dengan struktur bantuan skala mikron berfungsi sebagai tujuan, terintegrasi dengan substrat ultra-tipis (ketebalan total <20 μm). Ini memungkinkan desain super ringan dengan aperture 1000 mm, panjang fokus 8 m (f/#= 100). Dibandingkan dengan reflektor tradisional, massa berkurang lebih dari 80%, dan toleransi angka permukaan rileks menjadi λ/5, secara signifikan menurunkan kesulitan manufaktur. Desain transmisif membatalkan penundaan jalur permukaan ganda, membuat kesalahan sosok permukaan yang dapat diabaikan dengan perbedaan jalur optik-memecah keterbatasan presisi sistem reflektif konvensional. 3. Off-Axis Three-Mirror Eyepiece: Correction and Compactness Chromatic Sistem tiga mirror off-axis koaksial dengan permukaan aspheric kerucut menghilangkan kesalahan eksentrisitas penyelarasan. Kompensasi permukaan difraktif terintegrasi mencapai koreksi kromatik penuh di 0,65-0,75 μm dalam bidang pandang 0,02 ° × 0,035 ° (FOV), dengan diameter spot <8 μm. Sistem ini memberikan MTF> 0,5 pada frekuensi spasial 30 lp/mm, mendekati kinerja pencitraan terbatas difraksi. Validasi teknis utama Cakupan Spektral: Kinerja Achromatic di 0,65-0,75 μm Band kontinu Resolusi: MTF> 0,5 pada 30 lp/mm Toleransi Penyelarasan: Persyaratan Akurasi Permukaan Cermin dikurangi menjadi λ/5 Skalabilitas: Desain lensa difraktif harmonik dapat memperluas cakupan ke spektrum penuh (penelitian berkelanjutan) Perkembangan masa depan Desain saat ini dibatasi oleh aperture eyepiece, menghasilkan FOV kecil (0,02 ° × 0,035 °). Jalur optimasi meliputi: Tujuan Difraktif Harmonik: Perpanjang bandwidth operasional ke 0,5-1,2 μm Integrasi Mirror Bentuk Bebas: Perluas FOV ke 0,1 ° × 0,15 ° Desain Optik Modular: Mengaktifkan Penyelarasan yang Efisien untuk Sistem Aperture Lebih Besar (> 2 m) Kesimpulan Solusi teleskop difraksi ini menyelesaikan konflik lama antara desain ringan dan resolusi tinggi dalam sistem optik ruang melalui integrasi inovatif dari tujuan difraksi planar dan eyepieces tiga mirror di luar sumbu. Ini menyediakan jalur teknis yang layak untuk satelit pengamatan bumi generasi berikutnya, eksplorasi ruang-dalam, dan misi terkait. Dengan persyaratan toleransi permukaan yang santai dan arsitektur modular, desainnya secara dramatis mengurangi biaya produksi, mempercepat aplikasi yang dapat diskalakan dari sistem optik ruang presisi tinggi.

I. Sifat material yang cocok untuk lingkungan suhu rendah Machinability yang sangat baik: Aluminium menunjukkan kemampuan mesin yang luar biasa, memungkinkan pembuatan seluruh struktur instrumen, termasuk komponen optik, dari bahan yang sama. Ini membantu mengurangi masalah misalignment optik pada suhu rendah. Dalam misi inframerah luar angkasa, mendinginkan seluruh instrumen sangat penting untuk menekan latar belakang inframerah dan kebisingan detektor. Karakteristik cermin aluminium ini memberi mereka keuntungan yang signifikan dalam pembuatan satelit astronomi inframerah di masa depan. Konduktivitas termal yang baik: Konduktivitas termal tinggi aluminium memungkinkan disipasi panas yang efisien dari komponen optik, menjaga stabilitas suhu rendah. Untuk teleskop surya inframerah besar, bahan cermin dengan konduktivitas termal yang baik dapat mengurangi perbedaan suhu antara permukaan cermin dan udara sekitar. Selain itu, cermin aluminium pemolesan untuk panjang gelombang inframerah relatif mudah, membuat cermin logam berbiaya rendah (seperti aluminium) pilihan praktis untuk cermin primer. Ii. Kinerja optik memenuhi persyaratan Presisi Permukaan Tinggi: Cermin aluminium yang diproduksi melalui nilai-nilai ultra-presisi pemesinan Wavefront Error (WFE) yang memenuhi persyaratan misi inframerah ruang. Misalnya, pengukuran berdasarkan kepadatan spektral daya mengkonfirmasi bahwa ketepatan permukaan cermin aluminium memenuhi spesifikasi untuk instrumen spica coronagraph. Ketika diintegrasikan ke dalam sistem optik, total WFE diperkirakan 33 nm (RMS), dengan masing -masing cermin berkontribusi 10-20 μm (RMS) di wilayah 14 mm tengah. Reflektivitas yang cocok untuk pengamatan ruang: cermin aluminium memberikan reflektifitas yang memadai pada pita spesifik untuk astronomi inframerah berbasis ruang. Dalam misi unggulan NASA yang potensial seperti Luvoir, aluminium adalah lapisan reflektif yang disukai untuk teleskop broadband. Untuk memaksimalkan reflektivitas di rentang spektral yang luas, permukaan aluminium harus tetap tidak oksidasi (bebas dari lapisan oksida alami yang terbentuk di udara), memungkinkan cakupan pita 11-15 EV. AKU AKU AKU. Stabilitas tinggi Mempertahankan bentuk permukaan pada suhu kriogenik: cermin aluminium yang dioptimalkan menunjukkan stabilitas yang cukup untuk mempertahankan bentuk permukaan dalam kondisi kriogenik. Pemodelan elemen hingga memprediksi SAG yang diinduksi gravitasi, kesalahan pemasangan, dan deformasi kriogenik, divalidasi melalui suhu kamar dan pengujian kriogenik. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa kekuatan preload mendominasi perubahan bentuk permukaan, dengan deformasi total pada 100 K memenuhi persyaratan optik. Kesimpulan Cermin aluminium menawarkan keunggulan yang signifikan untuk optik yang didinginkan dalam satelit astronomi inframerah di masa depan, termasuk kemampuan mesin yang sangat baik, konduktivitas termal, kinerja optik, dan stabilitas. Atribut ini membuat cermin aluminium sangat menjanjikan untuk pengamatan inframerah berbasis ruang. Strategi optimasi 1. Proses Perawatan Permukaan yang Ditingkatkan Peningkatan Deposisi Bantuan Ion Plasma Reaktif: Menyimpan film multilayer HFO₂/SiO₂ pada substrat aluminium berlian-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-engah yang dimodifikasi menciptakan laser-resistant yang stabil dan tahan laser yang stabil. Metode ini mencapai ambang kerusakan yang diinduksi laser (LIDT) 11 J/cm² pada 1064 nm. Pembuatan Presisi Tinggi: Teknologi SPDT menghasilkan permukaan tingkat optik dengan kekasaran 8-13 nm dan membentuk akurasi 0,28λ (λ = 632 nm). Selektif Laser Melting (SLM) dari cermin paduan aluminium ALSI10MG, dikombinasikan dengan SPDT, memungkinkan optik ruang presisi tinggi yang ringan. 2. Pengurangan Cacat Kontrol partikel permukaan: Kerusakan yang diinduksi laser sering berasal dari cacat nodular yang disebabkan oleh partikel tertanam. Kontrol ketat kualitas permukaan substrat meminimalkan cacat ini. Analisis Mekanisme Kerusakan: Pemindaian Mikroskop Elektron (SEM) mengungkapkan morfologi kerusakan laser, membimbing strategi mitigasi cacat. 3. Peningkatan reflektifitas spektral dan daya tahan lingkungan Struktur film multilayer: HFO₂/SiO₂ multilayers meningkatkan reflektivitas spektral, resistensi laser, dan daya tahan lingkungan dari UV ke inframerah gelombang menengah. Pengujian LIDT memprediksi ambang batas untuk proses kerusakan. Lapisan aluminium: Pelapisan aluminium mengurangi hamburan permukaan menjadi <20 Å rms (misalnya, proses VQ C. Elcan) dan meningkatkan stabilitas lingkungan. 4. Desain dan manufaktur yang dioptimalkan Desain yang kompatibel dengan kriogenik: Machinability aluminium memungkinkan struktur instrumen monolitik, mengurangi misalignment kriogenik. Pemesinan ultra-presisi memastikan kepatuhan WFE untuk misi luar angkasa. Cermin kinerja tinggi yang dicetak 3D: desain yang dioptimalkan topologi, payung-rib-terinspirasi dengan pengisian kisi tetrahedral mengurangi berat badan, deformasi, dan meningkatkan kekakuan/modalitas dibandingkan dengan metode pengeboran tradisional. Kesimpulan Melalui perawatan permukaan yang dioptimalkan, kontrol cacat, pelapis yang ditingkatkan, dan manufaktur lanjutan (misalnya, pencetakan 3D), cermin aluminium mencapai peningkatan resistensi laser dan stabilitas lingkungan, memposisikannya sebagai kandidat yang ideal untuk optik laser inframerah dalam aplikasi luar angkasa.

Aplikasi di Coronagraphs: Untuk pengamatan coronagraphic astronomi inframerah berbasis ruang di masa depan, cermin aluminium digunakan dalam coronagraphs. Observasi inframerah mid-inframerah broadband membutuhkan optik reflektif yang didinginkan, sementara coronagraphy menuntut komponen optik presisi tinggi. Sebagai contoh, coronagraph yang awalnya diusulkan untuk proyek satelit astronomi inframerah generasi berikutnya SpicA (SCI: instrumen spica coronagraph) melibatkan fabrikasi dan evaluasi sistem optik yang terdiri dari cermin off-sumbu aluminium presisi tinggi dengan permukaan yang berubah berlian. Eksperimen demonstrasi optik coronagrafik dengan topeng coronagraph dilakukan. Pertama, kesalahan Wavefront (WFE) dari cermin aluminium diukur menggunakan interferometer Fizeau He-Ne untuk mengkonfirmasi bahwa kepadatan spektral daya dari persyaratan SCI Met WFE. Selanjutnya, cermin diintegrasikan ke dalam sistem optik, dan kinerja keseluruhan sistem dievaluasi. Total WFE dari komponen optik diperkirakan 33 nm (RMS), dengan masing -masing cermin berkontribusi 10-20 nm (RMS) ke wilayah 14 mm pusat komponen optik. Kontras 10−5.4 10−5.4 dicapai untuk coronagraph dalam cahaya tampak. Berdasarkan perhitungan model dan kinerja optik yang diukur, sistem pencitraan coronagrafik diproyeksikan untuk mencapai kontras sekitar 10−7 10−7 pada panjang gelombang 5 μm. Aplikasi dalam misi Ariel: Misi Ariel (misi Exoplanet Exoplanet Survey Remote-Sensing Infrared) menggambarkan desain, analisis, dan pengembangan cermin prototipe aluminium berdiameter 1 meter untuk teleskopnya. Badan Antariksa Eropa (ESA) telah memilih Ariel sebagai misi sains kelas menengah berikutnya (M4), yang dijadwalkan untuk diluncurkan pada tahun 2028. Misi ini bertujuan untuk mempelajari atmosfer exoplanet terpilih. Muatan didasarkan pada teleskop kelas 1 meter yang didahului oleh rangkaian instrumen. Konfigurasi teleskop didefinisikan sebagai desain cassegrain klasik dengan murid yang eksentrik, tata letak dua miring, dan cermin parabola off-axis tiga sumbu. Analisis trade-off dilakukan untuk bahan untuk membuat cermin primer berdiameter 1 meter (M1), dan paduan aluminium dipilih sebagai bahan dasar untuk cermin dan struktur teleskop. Saat ini, logam seperti paduan aluminium sering dipertimbangkan untuk memproduksi teleskop ruang angkasa yang beroperasi dalam rentang panjang gelombang inframerah. Memproduksi cermin aluminium besar seperti yang untuk Ariel menantang, dan program penelitian dan pengembangan khusus telah dimulai untuk menunjukkan kelayakan. Cermin prototipe, ukurannya identik dengan model penerbangan M1 tetapi dengan profil permukaan yang lebih sederhana, telah dibuat dan diuji. Aplikasi dalam satelit astronomi inframerah di masa depan: Optik Dingin untuk Misi Inframerah Luar Angkasa: Untuk misi inframerah ruang angkasa, mendinginkan seluruh instrumen sangat penting untuk menekan latar belakang inframerah dan kebisingan detektor. Dalam konteks ini, aluminium cocok untuk optik kriogenik karena kemampuan mesinnya yang sangat baik memungkinkan bahan yang sama digunakan untuk seluruh struktur instrumen, termasuk komponen optik, yang membantu mengurangi misalignment optik pada suhu rendah. Cermin aluminium dibuat melalui pemesinan ultra-presisi, dan kesalahan muka gelombang (WFE) diukur menggunakan interferometer fizeau. Berdasarkan kepadatan spektral daya WFE, akurasi permukaan semua cermin dikonfirmasi untuk memenuhi persyaratan instrumen Coronagraph Spica. Cermin kemudian diintegrasikan ke dalam sistem optik, dan kualitas gambar sistem diperiksa menggunakan laser optik. Total WFE diperkirakan 33 nm (RMS) berdasarkan rasio strehl, konsisten dengan nilai WFE yang berasal dari pengukuran cermin individu. Aplikasi dalam optik kriogenik inframerah tengah: Kendala deformasi dan perlindungan korosi: Pada instrumen inframerah tengah, cermin aluminium berlapis emas digunakan untuk optik cryogenic. Untuk mengevaluasi deformasi termal yang diinduksi dari cermin aluminium, pengukuran pemantauan permukaan dilakukan selama siklus pendinginan dari suhu kamar hingga 100 K. Hasil menunjukkan bahwa efek deformasi dikurangi menjadi seperempat ketika cermin diamankan dengan mesin cuci pegas. Metode yang efektif untuk mencegah korosi elektrokimia dari cermin juga dieksplorasi. Beberapa sampel disiapkan dengan berbagai kondisi pelapis, seperti memasukkan lapisan isolasi, membentuk pelapis pemblokiran kelembaban multilayer, atau melakukan pembersihan presisi sebelum pelapisan. Pembersihan presisi sebelum menyimpan lapisan emas dan menutupinya dengan lapisan pelindung SIO terbukti efektif dalam menghambat korosi aluminium. Mirror yang dilapisi SIO bertahan hidup uji pendinginan untuk aplikasi inframerah menengah, menunjukkan pengurangan reflektansi sekitar 1% dalam kisaran 6-25 μm dibandingkan dengan cermin berlapis emas yang tidak dilapisi. Aplikasi dalam optik laser inframerah: Fabrikasi cermin IR yang ditingkatkan dielektrik Laser yang stabil dan lingkungan: HFO 2 2 /SiO 2 2 Multilayer diendapkan pada substrat aluminium berlian-t-t-turned tunggal melalui deposisi berbantuan ion plasma reaktif yang dimodifikasi untuk membentuk cermin IR yang ditingkatkan dielektrik yang ditingkatkan dengan laser dan lingkungan yang stabil pada panjang gelombang 1064 nm. Dampak kualitas permukaan aluminium berlian yang berubah pada kinerja optik dari cermin yang ditingkatkan dielektrik dievaluasi. Ambang kerusakan yang diinduksi laser (LIDT) hingga 11 J/cm 2 2 dicapai untuk cermin aluminium yang ditingkatkan yang diuji dalam mode berdenyut pada 1064 nm dengan durasi pulsa 20 ns dan laju pengulangan 20 Hz. Morfologi kerusakan laser terungkap menggunakan pemindaian mikroskop elektron (SEM). Mekanisme kerusakan disebabkan oleh cacat nodul yang disebabkan oleh partikel yang tertanam dalam permukaan substrat aluminium.

Dalam pencarian kemanusiaan untuk menaklukkan langit dan menjelajahi kosmos, teknologi pencitraan selalu menjadi mesin inti untuk mendorong batas -batas pengetahuan. Dari kamera film awal hingga penginderaan kuantum, dari lensa bola besar hingga sistem optik metasurface, setiap lompatan teknologi telah ditenagai oleh terobosan revolusioner dalam komponen optik. Sebagai pemimpin dalam manufaktur cermin aspherical, perusahaan kami berkomitmen untuk memberdayakan kemajuan kedirgantaraan dengan solusi optik mutakhir, memungkinkan klien kami untuk menangkap "mata" ke dalam alam semesta "yang lebih jelas, lebih tepat. I. Era Film: Awal Optik dan Batas Lensa Bulat (Pra-20 abad ke-20-1940-an) Pada akhir abad ke -19, kelahiran fotografi udara membuka Bumi Pertama Kemanusiaan. Kamera pengintai awal mengandalkan lensa bola tradisional, tetapi pencitraan mereka menderita penyimpangan bola, distorsi kromatik, dan desain besar. Misalnya, "kamera merpati" Perang Dunia I-era mencapai resolusi hanya beberapa meter, gagal memenuhi kebutuhan pengintaian medan perang. Ii. The Space Age: Bangkitnya Aspherical Mirrors (1950 -an - 2000 -an) Saat lomba ruang berakselerasi, teknologi optik aspherical mencapai terobosan tonggak sejarah. Cermin aspherical, dengan desain permukaan bentuk bebasnya, menghilangkan penyimpangan bola dan peningkatan kualitas pencitraan dan efisiensi sistem secara dramatis: Sensing Remote Satellite: Satelit Landsat-1 1972, dilengkapi dengan optik aspherical, memungkinkan pencitraan multispektral resolusi 80 meter, merevolusi pemantauan sumber daya Bumi. Teleskop Luar Angkasa: Teleskop Luar Angkasa Hubble 1990, menampilkan cermin primer aspherical 2,4 meter, ditusuk melalui gangguan atmosfer untuk menangkap gambar ruang dalam ikonik seperti "Pilar Penciptaan," penulisan ulang pemahaman astronomi. AKU AKU AKU. Era Digital: Terobosan Ganda dalam Resolusi dan Ringan (2000 -an - 2020 -an) Permintaan abad ke-21 untuk pesawat ruang angkasa miniatur dan eksplorasi ruang dalam mendorong transformasi sistem optik, dengan cermin aspherical muncul sebagai standar untuk keuntungan "presisi + ringan" mereka yang tinggi ": Probe dalam-ruang: Komponen optik aspherical Curiosity Rover Rover memungkinkan pencitraan permukaan 1600 × 1200 piksel dan analisis spektral batuan, membantu pencarian tanda-tanda kehidupan. Satelit Komersial: Satelit Worldview-4 menggunakan cermin primer aspherical 1,1 meter untuk mencapai resolusi 0,31 meter, memajukan pemetaan global presisi tinggi. Pencitraan drone: cermin aspherical ringan mengurangi berat muatan elektro-optik drone sebesar 40%, memungkinkan misi yang diperpanjang dan pelacakan waktu-nyata. Iv. Masa Depan: Perpaduan Metasurfaces dan Intelligent Imaging (2020s dan Beyond) Aerospace Imaging memasuki era baru sistem "lebih ringan, lebih pintar, dan lebih kuat", dengan cermin aspheri yang berkumpul dengan teknologi perbatasan: Teknologi Metasurface: Lensa metasurface datar Harvard dapat menggantikan rakitan lensa yang kompleks. Kami sedang menjelajahi sistem hybrid yang menggabungkan metasurfaces dengan basis aspherical. Pencitraan kuantum: Membangun komunikasi kuantum satelit "Micius", sistem masa depan dapat mencapai tautan ruang dalam yang tidak dapat dibatasi dan pencitraan ultra-sensitif. Optik yang digerakkan AI: Algoritma pembelajaran mendalam secara dinamis mengoptimalkan parameter cermin aspherical untuk memperbaiki turbulensi atmosfer secara real time, meningkatkan kejelasan teleskop ruang angkasa. Kekuatan inti: keahlian siklus penuh di cermin aspherical Dari desain hingga pengiriman, kami memberikan solusi ruang angkasa ujung ke ujung: Dimensi teknis Kemampuan inti Aplikasi khas Manufaktur presisi tinggi Akurasi permukaan λ/50, kekasaran <0,5nm, balok ion proses ganda + pemolesan MRF Pemilihan pendahuluan teleskop ruang, sistem penginderaan jauh beresolusi tinggi Desain ringan Substrat SIC/Keramik, Struktur yang Dioptimalkan Topologi, Pengurangan Berat Badan 30-50% Payload CubeSat, sistem elektro-optik drone Ketahanan lingkungan yang ekstrem Kinerja stabil dari -200 ° C hingga 300 ° C, pelapis tahan radiasi, pengujian tingkat NASA Probe ruang dalam, optik orbit dekat-solar Solusi khusus Desain Aspheric/Freefferic Off-Axis, Simulasi Optical-Struktural-Termal Terminal Komunikasi Laser, Sistem Bimbingan Rudal Kesimpulan: Optik Perintis, Menjelajahi Infinity Dari orbit geostasioner ke gurun Mars, dari cahaya tampak hingga penginderaan kuantum, setiap lompatan dalam pencitraan dirgantara memiliki tanda inovasi optik. Dengan cermin aspherical sebagai fondasi kami, kami terus mendefinisikan kembali batas -batas ketepatan, berat, dan keandalan, memberdayakan klien untuk membuka kunci rahasia terdalam alam semesta. Lihatlah ke bintang -bintang, dibuat dengan presisi - bergabunglah dengan kita dalam membentuk masa depan Space Optics! Hubungi Kami: Untuk solusi cermin aspherical khusus.

Cermin aluminium, sebagai komponen penting dalam sistem optik, banyak digunakan dalam kedirgantaraan, teknologi laser, elektronik konsumen, dan bidang lainnya karena sifatnya yang ringan, konduktivitas termal yang tinggi, dan kompatibilitas broadband. Dengan terobosan dalam ilmu material dan teknologi pemesinan presisi, kinerja cermin aluminium terus meningkat, secara bertahap menantang dominasi pasar cermin berbasis kaca tradisional. I. Klasifikasi inti dan karakteristik cermin aluminium Keragaman cermin aluminium berasal dari integrasi proses material dan desain fungsional, terutama dikategorikan sebagai berikut: 1. Dengan struktur pelapis Cermin aluminium telanjang: Lapisan aluminium yang terpapar langsung dengan reflektifitas UV-band (<300 nm) melebihi 92%, cocok untuk spektrometer UV dan aplikasi serupa. Namun, mereka membutuhkan kontrol lingkungan yang ketat karena kerentanan oksidasi. Cermin aluminium yang dilindungi: Daya tahan yang ditingkatkan melalui pelapis pelindung (misalnya, SiO₂, MGF₂), banyak digunakan dalam sistem laser dan peralatan luar ruangan, meskipun dengan kinerja UV yang sedikit berkurang. 2. Dengan optimasi material substrat Substrat paduan aluminium mikrokristalin: Bahan seperti RSA6061 fitur penyempurnaan butir nano, kekasaran permukaan <1 nm, dan koefisien ekspansi termal rendah (15-18 μm/m · k), ideal untuk optik ruang angkasa dan laser daya tinggi. Substrat logam komposit: Komposit aluminium-silikon karbida (AL-SIC) menggabungkan sifat ringan dengan ekspansi termal rendah, digunakan dalam muatan penginderaan jarak jauh satelit. 3. dengan desain fungsional Laser Mirrors: Memanfaatkan sputtering magnetron untuk mencapai pelapis rendah defek, yang mampu menahan daya laser tingkat GW/cm², yang diterapkan dalam pemotongan industri dan perangkat fusi nuklir. Cermin aluminium bentuk bebas: Permukaan kompleks yang dikerjakan melalui putaran berlian titik tunggal (SPDT), digunakan untuk lipatan jalur cahaya di headset VR dan pembentukan balok laser. Ii. Keuntungan Inti dan Aplikasi Industri Sifat unik cermin aluminium membuatnya sangat diperlukan di banyak domain: 1. Optik Aerospace dan Space Desain ringan: Kepadatan aluminium (1/3 dari kaca) secara signifikan mengurangi berat muatan satelit. Misalnya, satelit sentinel Eropa menggunakan cermin berbasis aluminium untuk pengamatan Bumi resolusi tinggi. Stabilitas termal: Substrat aluminium mikrokristalin cocok dengan ekspansi termal struktur pendukung paduan titanium, meminimalkan deformasi di bawah gradien suhu ekstrem dan memperpanjang umur teleskop ruang angkasa. 2. Sistem Laser Daya Tinggi Disipasi panas yang efisien: Konduktivitas termal tinggi aluminium (180 W/m · k) dengan cepat menghilangkan panas, mencegah efek lensing termal. Fasilitas Pengapian Nasional AS (NIF) menggunakan cermin aluminium untuk refleksi laser 500 TWever. 3. Elektronik konsumen dan bidang yang muncul Produksi massal yang hemat biaya: Cetakan injeksi dikombinasikan dengan SPDT memungkinkan produksi skala besar, mendorong adopsi perangkat keras pintar di perangkat LiDAR dan AR/VR otomotif. Teknologi Terahertz: Permukaan aluminium telanjang mencapai> 99% reflektifitas dalam pita terahertz (0,1-10 THz), memungkinkan sistem pencitraan dan komunikasi tanpa pelapis tambahan. AKU AKU AKU. Terobosan Utama di Aluminium Mirror Manufacturing 1. Teknologi Pemesinan Ultra-Presisi Putar berlian titik tunggal (SPDT): Langsung membuat permukaan aspheric dan bentuk bebas dengan akurasi permukaan λ/10 (λ = 632,8 nm), mengurangi persyaratan pasca pemoliskan. Ion Beam Figuring (IBF): Mencapai kekasaran permukaan sub-nanometer (RMS <0,5 nm), memenuhi permintaan untuk cermin presisi tinggi UV. 2. Optimalisasi proses pelapisan Magnetron Sputtering: Menghasilkan pelapis seragam yang padat dengan kepadatan cacat rendah, meningkatkan ambang kerusakan yang diinduksi laser (> 5 J/cm² @1064 nm). Deposisi Lapisan Atom (ALD): Pelapis pelindung ultra-tipis (misalnya, AL₂O₃) meningkatkan resistensi korosi untuk lingkungan kelautan dan keliling tinggi. Inovasi dalam teknologi cermin aluminium mendorong sistem optik menuju solusi yang ringan dan berkinerja tinggi. Saat bahan pintar dan teknologi manufaktur canggih bertemu, cermin aluminium siap untuk membuka kunci aplikasi baru dalam chip fotonik, eksplorasi ruang angkasa, dan seterusnya, terus memimpin kemajuan transformatif dalam industri optik. MG-optics juga akan memberi Anda cermin aspheric optik, flat optik, metrologi optik, CGH kustom, sistem optik, cermin optik kosong dan lapisan optik.

Dengan kemajuan teknologi penginderaan jauh internasional, aperture efektif kamera penginderaan jauh ruang China secara bertahap meningkat, disertai dengan meningkatnya tuntutan efisiensi produksi. Akibatnya, metode penyelarasan dan proses pembuatan untuk kamera ini harus terus berkembang. Karena deformasi yang diinduksi gravitasi yang signifikan dari kamera pembelahan besar dalam keadaan sumbu optik horizontal, yang tidak dapat diabaikan, makalah ini mengusulkan teknologi penyelarasan sumbu optik vertikal. Pendekatan ini membahas tantangan utama seperti perakitan yang tepat dan penentuan posisi cermin pembelahan besar, penghapusan kesalahan yang diinduksi gravitasi, dan ekstraksi referensi sumbu optik dalam keadaan vertikal, memastikan akurasi penyelarasan sambil meningkatkan efisiensi. Gambar 1: Proses utama dan teknologi inti dari rute penyelarasan vertikal Selain itu, artikel ini memperkenalkan unit penyelarasan yang cerdas. Aplikasi praktis menunjukkan bahwa mengadopsi kerangka teknis ini meningkatkan presisi pra-perakitan, memperpendek siklus pengembangan, dan menyelesaikan masalah seperti kesulitan dalam mendeteksi referensi sumbu optik dalam keadaan vertikal dan memastikan konsistensi antara hasil penyelarasan tanah dan kinerja di dalam orbit. Proses penyelarasan optik dari kamera penginderaan jauh adalah langkah penting dalam pengembangannya, mencakup semua prosedur perakitan dan penyesuaian dari komponen ke sistem optik-mekanis yang terintegrasi sepenuhnya. Kualitas penyelarasan secara langsung berdampak pada kinerja pencitraan akhir. Dalam beberapa tahun terakhir, China telah menyelesaikan banyak misi penginderaan jauh khusus, mencapai lubang kelas meter untuk kamera di dalam orbit dengan hasil penyelarasan yang sangat baik. Metode penyelarasan sumbu optik horizontal tradisional, dengan siklus penyelarasan sekitar 90 hari per kamera, cukup untuk misi yang disesuaikan dengan volume rendah. Namun, sebagai sistem penginderaan jauh komersial-seperti rasi bintang satelit berskala besar "16+4+4+x"-menjadi arus utama, model R&D tradisional menghadapi tantangan, termasuk siklus produksi yang berkepanjangan dan otomatisasi rendah, gagal memenuhi permintaan pelurusan volume tinggi. Untuk mengatasi persyaratan untuk kamera pembelahan besar di masa depan dan produksi batch, teknologi penyelarasan vertikal secara efektif mengurangi deformasi gravitasi yang disebabkan oleh berat kamera dan cantilever yang diperluas. Untuk mencapai manufaktur efisiensi tinggi kamera pembelahan besar, penting untuk mempersingkat siklus penyelarasan, memastikan konsistensi, mengidentifikasi dan mengatasi tantangan penyelarasan inti, mengoptimalkan proses, dan membangun unit penyelarasan yang cerdas. Teknologi Perakitan Presisi Tinggi untuk Komponen Cermin Apertur Besar Metode dukungan "diskrit" baru digunakan untuk mencapai fiksasi cermin yang sangat andal dan ringan. Ini melibatkan ikatan blok yang dicocokkan secara termal dengan titik -titik dukungan punggung atau samping cermin, menghubungkannya ke struktur pendukung yang fleksibel, dan membatasi semua enam derajat kebebasan. Untuk memastikan akurasi posisi antara bantalan dukungan dan cermin, metode penentuan posisi bodi ruang terbuka berbasis 3D berbasis koordinat digunakan. Posisi pad dukungan nominal dari model desain dirujuk dalam sistem koordinat, dan perangkat penyesuaian enam sumbu tepat menyelaraskan dan memperbaiki bantalan. Akhirnya, perekat optik-mekanis disuntikkan secara seragam untuk memperkuat struktur. Gambar 2 menggambarkan hasil perakitan. Gambar 2: Majelis Pad Dukungan untuk Cermin Kamera Geo-Eye2 Teknologi eliminasi kesalahan gravitasi Teknologi ini melibatkan pemodelan elemen hingga cermin dan struktur dukungannya untuk menganalisis deformasi yang diinduksi gravitasi. Rakitan cermin dibalik 180 ° secara vertikal, dan parameter permukaan diukur dalam kedua orientasi. Dengan membandingkan data eksperimental dengan hasil simulasi, kesalahan gravitasi sejati diidentifikasi dan dihapus. Gambar 3 menunjukkan pengukuran permukaan sebelum dan sesudah penghapusan kesalahan. Gambar 3: Deteksi dan eliminasi kesalahan gravitasi. (a) permukaan yang diukur dengan kesalahan gravitasi; (B) Permukaan Setelah Penghapusan Kesalahan Teknologi Ekstraksi Referensi Sumbu Optik Dengan memposisikan secara strategis 2-3 pelacak laser dan beberapa dudukan bola target, koordinat spasial dari enam titik referensi di sekitar kamera diukur secara bersamaan. Ini menghubungkan posisi empat instrumen, membangun hubungan spasial antara bidang fokus, sumbu optik, sumbu tampilan, dan cermin referensi kamera untuk mengekstrak referensi sumbu optik. Gambar 4: Skema ekstraksi referensi sumbu optik Untuk produksi batch di masa depan, sistem penyelarasan cerdas sangat penting. Misalnya, "unit deteksi cerdas permukaan optik" mengotomatiskan inspeksi permukaan (Gambar 5). Dalam penyelarasan lensa, penyimpangan sistem dianalisis untuk menghitung penyesuaian posisi yang optimal untuk komponen optik melalui kontrol iteratif, mencapai presisi tanpa intervensi manual, sehingga meningkatkan efisiensi dan konsistensi. Gambar 5: Skema sistem deteksi permukaan cermin cerdas Kesimpulan Terobosan dalam teknologi penyelarasan vertikal dan pengembangan unit penyelarasan cerdas berlaku untuk kamera penginderaan jarak jauh dengan pembukaan sedang dan besar di masa depan, memenuhi kebutuhan penyelarasan yang beragam-terutama untuk misi volume tinggi seperti rasi bintang lebat yang rendah. Selain itu, algoritma inti untuk penyelarasan cerdas memanfaatkan teknik berbantuan komputer untuk menghitung penyimpangan posisi relatif yang optimal secara global dari komponen optik berdasarkan pada penyimpangan sistem. Platform enam derajat presisi tinggi kemudian menyesuaikan pose komponen. Teknologi ini melampaui penginderaan jauh ke bidang -bidang seperti astronomi dan penerbangan. Kutipan: Yue Liqing, Li Bin, Li Chongyang, dkk. Penelitian tentang instalasi vertikal dan penyesuaian kamera penginderaan jarak jauh optik ruang angkasa besar [J]. Inframerah dan Laser Engineering, 2025, 54 (3): 20240572. DOI: 10.3788/IRLA20240572

Struktur Dukungan Bipod untuk cermin aperture besar I. Definisi dan latar belakang aplikasi Struktur pendukung bipod untuk cermin aperture besar adalah teknologi dukungan presisi tinggi yang digunakan dalam sistem optik seperti teleskop ruang angkasa dan kamera penginderaan jauh. Ini mengatasi tantangan kritis yang terkait dengan akurasi permukaan dan stabilitas posisi cermin besar di bawah kondisi lingkungan yang kompleks, termasuk gravitasi, variasi suhu, dan getaran. Dengan memanfaatkan deformasi elastis kaki pendukung fleksibel, struktur ini mengisolasi beban eksternal dan memastikan kualitas pencitraan. Ditandai dengan desain ringan, kekakuan tinggi, dan kemampuan beradaptasi yang kuat, struktur bipod telah menjadi pilihan utama untuk cermin pendukung dengan diameter 1 meter atau lebih besar. Ii. Prinsip Kerja Inti Struktur pendukung BIPOD mencapai fungsinya melalui deformasi elastis kaki fleksibel: Isolasi beban: 1. Mengimbangi deformasi gravitasi selama pengujian tanah. 2. Mengurangi tegangan termal yang disebabkan oleh gradien suhu di orbit. 3. Menyerap getaran dan guncangan selama peluncuran. Dukungan Kinematik: Menggunakan tiga titik dukungan yang didistribusikan secara simetris, masing-masing dengan dua kaki lentur diatur pada sudut tertentu untuk membentuk unit fleksibel sumbu ganda, memungkinkan fleksibilitas radial dan aksial. Keseimbangan kekakuan-fleksibilitas: Mengoptimalkan bentuk takik kaki (misalnya, profil parabola) dan sifat material (misalnya, paduan titanium TC4) untuk mencapai deformasi terkontrol sambil mempertahankan kekakuan yang cukup. AKU AKU AKU. Titik -titik kunci desain struktural Cermin Body: Biasanya struktur ringan heksagonal tertutup yang terbuat dari silika atau silikon karbida yang menyatu, dengan diameter hingga beberapa meter untuk menyeimbangkan kekakuan dan pengurangan berat badan. Komponen Dukungan: 1. Bos persegi panjang: Ditetapkan ke dinding samping cermin, menghubungkan ke kaki yang fleksibel melalui lubang berulir. 2. Kaki fleksibel: Desain sumbu ganda dengan takik yang selaras secara aksial memungkinkan deformasi elastis radial dan tangensial. 3. Pelat dasar dan pelat pendukung: Pelat dasar terpasang pada pelat pendukung cermin (aluminium silikon karbida), yang terhubung ke struktur bantalan beban utama. Mekanisme Penyesuaian: Beberapa desain menggabungkan sistem penyesuaian dua arah (misalnya, sekrup bola, motor servo) untuk penyelarasan cermin enam derajat-kebebasan, memastikan akurasi permukaan. Iv. Keuntungan teknis utama Kontrol Permukaan Presisi Tinggi: Parameter kaki yang dioptimalkan (misalnya, kedalaman takik, ketebalan) memungkinkan kontrol kesalahan permukaan dalam λ/20 (λ = panjang gelombang). Kekakuan dan stabilitas yang ditingkatkan: Konfigurasi baru menawarkan kekakuan 30% lebih tinggi daripada bipods blade ortogonal tradisional, meningkatkan frekuensi fundamental dan mengurangi risiko getaran. Kemampuan beradaptasi termal: Deformasi elastis mengkompensasi ketidakcocokan ekspansi termal antara cermin dan pelat pendukung, meminimalkan tegangan termal. Fleksibilitas Desain: Parameter (misalnya, sudut kaki, bentuk takik) dapat disesuaikan melalui analisis elemen hingga yang sesuai dengan bukaan dan kondisi operasional yang berbeda. V. Metode Penyelarasan dan Pengujian Penyelarasan Sistem Koordinat: Pelacak laser menetapkan koordinat spasial antara cermin dan pelat pendukung, menyelaraskan titik referensi ke posisi nominal. Penyesuaian enam derajat-kebebasan: Berdasarkan kinematika platform Stewart, panjang kaki disesuaikan untuk mencapai terjemahan cermin dan kontrol sikap di sepanjang sumbu optik. Kontrol Kesalahan: Kesalahan penyelarasan dikendalikan dalam 0,04 mm, persyaratan pertemuan untuk sistem presisi tinggi seperti kamera penginderaan jauh. Vi. Tantangan dan tren pengembangan Tantangan teknis: 1. Adaptasi Lingkungan Ekstrim: Membutuhkan optimasi material dan struktural untuk lingkungan kriogenik dan radiasi di ruang angkasa yang dalam. 2. Keseimbangan berat-kios: Lebih lanjut mengurangi massa sambil mempertahankan kekakuan dukungan yang cukup. 3. Alignment Intelligent: Kembangkan algoritma kompensasi kesalahan real-time menggunakan AI untuk pemeliharaan orbit. Arah Masa Depan: 1. Simulasi multi-fisika: mengintegrasikan analisis termal-mekanis-optik untuk prediksi kondisi operasional penuh. 2. Bahan Lanjutan: Jelajahi komposit serat karbon dan bentuk paduan memori untuk dukungan fleksibel. 3. Desain Modular: Mengembangkan komponen yang dapat diganti untuk beradaptasi dengan persyaratan misi yang beragam. Vii. Aplikasi khas 1. Teleskop Luar Angkasa: Mendukung cermin utama dalam sistem seperti Teleskop James Webb, mengkompensasi deformasi termal. 2. Kamera penginderaan jauh: Memastikan stabilitas pencitraan cermin besar dalam satelit pengamatan bumi resolusi tinggi di bawah beban mekanik yang kompleks. 3. Fasilitas Laser: Digunakan dalam percobaan fusi kurungan inersia untuk kontrol balok yang tepat melalui cermin aperture besar. Kesimpulan Struktur pendukung BIPOD, melalui desain fleksibel dan penyelarasan presisi, telah menjadi teknologi landasan untuk cermin sporture besar, mengemudi kemajuan dalam optik luar angkasa dan penginderaan jauh. Dengan kemajuan dalam ilmu material dan kontrol cerdas, sistem bipod akan berevolusi menuju presisi dan kemampuan beradaptasi yang lebih tinggi, meletakkan dasar yang kuat untuk rekayasa optik generasi berikutnya.

Jenis -jenis Balok Expander dan Aplikasi mereka 1. Galilean Beam Expanders Prinsip: Menggabungkan lensa mata cekung dan lensa objektif cembung tanpa fokus perantara. Kekuatan: kompak, hemat biaya, dan ideal untuk laser berdaya tinggi karena tidak ada konsentrasi energi titik fokus. Keterbatasan: Rasio ekspansi terbatas dan penyesuaian kolimasi. Aplikasi: Sistem laser militer, pemotongan/pengelasan industri, dan pengaturan optik yang ringkas. 2. Perluasan sinar keplerian Prinsip: Menggunakan dua lensa cembung, menciptakan fokus menengah yang nyata. Kekuatan: Rasio ekspansi tinggi dan kolimasi yang tepat untuk sistem daya rendah. Keterbatasan: Rentan terhadap kerusakan optik di titik fokus; membutuhkan bukti debu. Aplikasi: Mikroskop, spektroskopi, dan instrumen optik tingkat laboratorium. 3. Balok Aspheric Expanders Prinsip: Memanfaatkan lensa non-bola untuk menghilangkan penyimpangan bola. Kekuatan: Kualitas balok yang luar biasa, desain yang disederhanakan, dan skalabilitas untuk diameter balok besar. Keterbatasan: Biaya manufaktur yang lebih tinggi karena geometri lensa yang kompleks. Aplikasi: Komunikasi Laser, Metrologi Presisi, dan Pencitraan Resolusi Tinggi. 4. Pengeksploitasi Balok Hartmann Aspheric Besar Prinsip: Mengintegrasikan optik aspheric dengan penginderaan muka gelombang Hartmann untuk kontrol ultra-tepat. Kekuatan: Akurasi Wavefront yang Tak Tertandingi untuk Sistem Aperture Besar. Keterbatasan: Kompleksitas biaya dan manufaktur yang sangat tinggi. Aplikasi: Optik adaptif astronomi (misalnya, bintang pemandu laser), senjata laser berenergi tinggi, dan pengaturan penelitian lanjutan. 5. Optical Super-Gaussian Evanescent Beam Expander Prinsip: Memperluas balok melalui bidang-bidang gempa dalam pandu gelombang, menghasilkan profil super-Gaussian yang seragam. Kekuatan: Desain ultra-kompak, terintegrasi dengan homogenitas balok yang sangat baik. Keterbatasan: Terbatas untuk panjang gelombang spesifik dan rasio ekspansi. Aplikasi: Jaringan serat optik, biosensor, dan sistem fotonik miniatur. 6. Planar Compact Beam Expanders Prinsip: Memanfaatkan metasurfaces atau optik difraktif untuk desain datar dan ringan. Kekuatan: Ideal untuk perangkat portabel; Produksi massal dan hemat ruang. Keterbatasan: Tantangan efisiensi dalam cahaya yang terlihat dan bandwidth sempit. Aplikasi: Headset AR/VR, drone lidar, dan alat optik genggam. 7. 2d Expander Balok yang Dapat Dibekukan Prinsip: Secara dinamis menyesuaikan parameter balok menggunakan lensa bergerak atau cermin yang dapat dideformasi. Kekuatan: Fleksibilitas yang tak tertandingi untuk rasio ekspansi variabel dan panjang fokus. Keterbatasan: Persyaratan pemeliharaan yang kompleks secara mekanis dan lebih tinggi. Aplikasi: Pemrosesan laser multi-bahan, optik adaptif, dan sistem pencitraan dinamis. 8. Lensa Expander Balok Ellipsoidal Tunggal Prinsip: Mencapai ekspansi melalui lensa ellipsoidal tunggal melalui refraksi/refleksi. Kekuatan: Desain rendah dan murah untuk tata letak optik tertentu. Keterbatasan: penyimpangan dalam aplikasi off-axis; sering membutuhkan optik tambahan. Aplikasi: Pemindai barcode, sistem proyeksi dasar, dan alat industri yang peka terhadap biaya. Memilih Balok yang Kanan: Pertimbangan Utama Laser Daya Tinggi: Desain Galilea atau Aspheric memastikan keamanan dan daya tahan. Optik Presisi: Sistem aspheric atau Keplerian memberikan kontrol balok yang unggul. Sistem skala besar: Hartmann Expanders memberikan presisi muka gelombang yang tak tertandingi. Portabilitas: Planar atau optik terintegrasi memungkinkan miniaturisasi. Kebutuhan Dinamis: Sistem Zoomable 2D beradaptasi dengan persyaratan yang berkembang. Di MG Optics, kami berspesialisasi dalam merancang dan memproduksi expander berkas mutakhir yang dirancang untuk memenuhi tuntutan unik industri modern.

Metrik pengukuran interferometer laser zygo untuk komponen optik: 1. PV (Puncak-ke-Valley) Definisi: Jarak vertikal antara titik tertinggi dan terendah di permukaan. Arti Fisik: Mencerminkan kesalahan lokal maksimum, secara langsung menunjukkan presisi pemesinan. Catatan: PV sensitif terhadap outlier (misalnya, goresan atau cacat) dan harus dievaluasi bersama metrik lainnya. Persyaratan Khas: Optik presisi tinggi (misalnya, cermin laser) sering membutuhkan PV <λ/10 (λ = 632,8 nm). Tuntutan: Kurang sensitif terhadap kebisingan lokal, memberikan ukuran kualitas global yang stabil. 2. RMS (root mean square) Definisi: Root mean kuadrat penyimpangan antara semua titik permukaan dan bentuk yang ideal. Makna Fisik: Merupakan tingkat rata -rata kesalahan permukaan keseluruhan, secara langsung terkait dengan distorsi muka gelombang dalam sistem optik. Keuntungan: Kurang sensitif terhadap kebisingan lokal, memberikan ukuran kualitas global yang stabil. Persyaratan Khas: Sistem presisi (misalnya, teleskop) sering menuntut RMS <λ/20 - λ/50. 3. Rasio Strehl Definisi: Rasio intensitas puncak sistem optik nyata dengan sistem terbatas difraksi yang ideal. Makna Fisik: Mengukur Kualitas Pencitraan; Nilai lebih dekat ke 1 menunjukkan kinerja yang lebih tinggi. Hubungan dengan RMS: RMS yang lebih tinggi mengurangi rasio Strehl. Formula empiris: Rasio strehl ≈ exp [ - (2π · rms/λ) ²]. 4. Daya (Deviasi Kelengkungan) Definisi: Penyimpangan kelengkungan keseluruhan dari bentuk yang dirancang (bola/aspheri). Makna Fisik: Mencerminkan kesalahan dalam panjang fokus atau jari -jari kelengkungan karena pemesinan. Dampak: Daya yang berlebihan menyebabkan pergeseran fokus atau peningkatan penyimpangan. 5. Astigmatisme Definisi: penyimpangan yang disebabkan oleh kelengkungan yang tidak cocok dalam sumbu ortogonal (misalnya, x/y). Makna Fisik: Sering muncul dari kesalahan pemesinan asimetris atau pemasangan stres. Petunjuk Visual: Pinggiran gangguan berbentuk elips atau berbentuk sadel. 6. Koma Definisi: Kesalahan asimetris yang mengarah ke trailing seperti komet dalam pencitraan off-axis. Makna Fisik: Biasanya disebabkan oleh jalur pahat yang tidak rata atau kemiringan pemasangan selama fabrikasi. Skenario Umum: Officis Off-Axis atau cermin aperture besar rentan terhadap koma. 7. Kekasaran Permukaan Definisi: penyimpangan mikroskopis, dikuantifikasi sebagai SA (rata -rata aritmatika) atau SQ (kekasaran rms). Makna Fisik: Mempengaruhi Kehilangan Hamburan, Ambang Kerusakan yang Diinduksi Laser, dll. Pengukuran: Interferometer zygo sering menggunakan interferometri cahaya putih (misalnya, tujuan Mirau). 8. Fringes Definisi: Jumlah pita terang/gelap dalam interferogram; 1 Fringe = λ/2 perbedaan jalur optik. Makna Fisik: Memvisualisasikan distribusi gradien kesalahan permukaan. Aplikasi: Finges padat menunjukkan gradien kesalahan curam (misalnya, cacat pemesinan atau regangan pemasangan). 9. Koefisien Polinomial Zernike Definisi: Koefisien dari dekomposisi polinomial Zernike dari kesalahan permukaan (misalnya, defocus, astigmatisme, penyimpangan bola). Makna Fisik: Mengukur Komposisi Kesalahan untuk Memandu Optimalisasi Proses (misalnya, mengoreksi istilah penyimpangan spesifik). 10. Kesalahan Fit Definisi: Kesalahan residual setelah pemasangan kuadrat terkecil dari data yang diukur ke permukaan yang ideal (bola/aspheri/planar). Makna Fisik: Menunjukkan seberapa baik bentuk yang diproduksi cocok dengan desain, penting untuk kinerja tingkat sistem. Ringkasan & Rekomendasi Analisis Holistik: Prioritaskan PV dan RMS tetapi menganalisis tipe penyimpangan (astigmatisme/koma) untuk mengidentifikasi sumber kesalahan. Penyesuaian proses: RMS tinggi mungkin memerlukan pengulangan; Paku PV yang terlokalisasi menyarankan masalah perkakas atau pemasangan. Penyelarasan Aplikasi: Persyaratan Penjahit (misalnya, sistem laser memprioritaskan kekasaran, sistem pencitraan fokus pada rasio Strehl). Validasi silang: Gunakan alat pelengkap (misalnya, profilometer, interferometer cahaya putih) untuk verifikasi kekasaran. Dengan menafsirkan metrik ini, insinyur dapat menentukan cacat fabrikasi, memperbaiki proses, dan memastikan komponen optik memenuhi spesifikasi tingkat sistem. Untuk informasi lebih lanjut tentang layanan pengukuran akurasi permukaan optik kami, jangan ragu untuk menghubungi.

Ilmuwan dan insinyur di garis depan ilmu material telah mengumumkan kemajuan inovatif dalam pelapis anti-reflektif (AR) ambang batas tinggi, pengembangan yang ditetapkan untuk mendefinisikan kembali kinerja dalam laser, perangkat optik, dan sistem energi. Pelapisan generasi berikutnya ini menggabungkan kemampuan transmisi cahaya yang unggul dengan daya tahan yang belum pernah terjadi sebelumnya, mengatasi tantangan kritis dalam aplikasi berdaya tinggi di mana pelapis AR tradisional sering gagal dalam kondisi ekstrem. Teknologi di balik terobosan Dikembangkan oleh tim kolaboratif dari Innovative Optics Labs dan National Institute of Advanced Materials , pelapis baru memanfaatkan desain skala nano dan bahan canggih seperti Hafnia-Zirconia Composites. Dengan mengoptimalkan ketebalan lapisan dan indeks bias, para peneliti mencapai ambang kerusakan melebihi 100 J/cm² - peningkatan lima kali lipat atas pelapis konvensional. Ketahanan ini membuat mereka ideal untuk laser berenergi tinggi, litografi semikonduktor, dan optik kedirgantaraan, di mana paparan cahaya yang intens yang sebelumnya dibatasi umur komponen. Keuntungan utama Efisiensi yang ditingkatkan: Mengurangi kerugian refleksi (turun menjadi <0,1% di seluruh panjang gelombang broadband) meningkatkan throughput cahaya dalam sistem optik. Lifespan yang diperpanjang: Resistensi terhadap kerusakan yang diinduksi laser memastikan keandalan dalam operasi jangka panjang, daya tinggi. Aplikasi Serbaguna: Kompatibel dengan substrat kaca, silikon, dan berlian, memungkinkan penggunaan di perangkat medis, konsentrator surya, dan teknologi pertahanan. Dampak Industri "Inovasi ini menjembatani kesenjangan antara kinerja optik dan daya tahan," kata Dr. Emily Chen, peneliti utama di Innovative Optics Labs. "Untuk industri yang bergantung pada laser presisi, seperti manufaktur semikonduktor dan penelitian energi fusi, pelapis ini dapat memotong biaya perawatan sebesar 70% sementara efisiensi sistem penggandaan." Pengadopsi awal termasuk Global Laser Solutions , yang berencana untuk mengintegrasikan pelapis ke dalam alat litografi generasi berikutnya. Perusahaan memproyeksikan pengurangan 30% dalam waktu henti untuk pembuat chip, sejajar dengan dorongan global menuju semikonduktor yang lebih kecil dan lebih cepat. Melihat ke depan Dengan komersialisasi yang dijadwalkan untuk 2026, pelapis diharapkan dapat memicu gelombang inovasi dalam energi hijau, di mana mereka dapat meningkatkan efisiensi panel surya dan melindungi sistem fotovoltaik yang terkonsentrasi dari stresor lingkungan. Tim ini juga mengeksplorasi pelapis adaptif yang secara dinamis menyesuaikan diri dengan mengubah kondisi cahaya, semakin memperluas utilitas mereka. "Ini adalah game-changer untuk optik," tambah Dr. Chen. “Dengan mendorong batas -batas dari bahan apa yang dapat bertahan, kami membuka kunci kemungkinan baru untuk teknologi yang pernah dibatasi oleh fisika.”

Dalam modifikasi permukaan silikon karbida (SiC), deposisi uap fisik (PVD) dan deposisi uap kimia (CVD) adalah dua teknik utama. Mereka berbeda secara signifikan dalam hal prinsip proses, karakteristik pelapisan, dan skenario aplikasi. Di bawah ini adalah perbedaan inti antara keduanya: 1. Prinsip proses dan mekanisme reaksi PVD (deposisi uap fisik) Proses fisik mendominasi: Bahan target padat diubah menjadi atom gas atau ion melalui pemboman partikel berenergi tinggi (misalnya, sputtering) atau penguapan termal (misalnya, penguapan busur), yang kemudian mengembun dan deposit pada permukaan substrat (mis. Tidak ada reaksi kimia: transfer material terutama fisik, tanpa ikatan kimia antara bahan target dan substrat. Lapisan terbentuk melalui adsorpsi fisik dan difusi. CVD (Deposisi Uap Kimia) Reaksi kimia mendominasi: prekursor gas (misalnya, SIH₄, CH₄) terurai atau bereaksi dengan gas lain pada suhu tinggi, menghasilkan zat aktif (misalnya, SiC) yang simpanan ke permukaan substrat melalui ikatan kimia. Ikatan Kimia: Pelapisan membentuk ikatan antarmuka yang kuat (misalnya, ikatan kovalen) dengan substrat, menghasilkan kekuatan adhesi yang lebih tinggi. 2. Perbandingan kondisi proses Parameter Pvd CVD Suhu Suhu rendah (biasanya 200 ~ 500 ° C) Suhu tinggi (biasanya 800 ~ 1200 ° C) Tekanan Lingkungan Vakum Tinggi (10⁻³ ~ 10⁻⁶ PA) Tekanan rendah atau atmosfer (tergantung pada gas reaksi) Tingkat deposisi Lebih lambat (level nanometer per menit) Lebih cepat (level mikrometer per jam) Batasan substrat Cocok untuk substrat sensitif panas (misalnya, komponen olahan) Membutuhkan substrat yang tahan suhu tinggi (misalnya, wafer sic mentah) 3. Perbedaan dalam Karakteristik Pelapisan Kekuatan adhesi   PVD: Ikatan pelapisan-substrat terutama fisik, dengan kekuatan adhesi yang lebih rendah (sekitar 10 ~ 50 MPa). CVD: Ikatan yang kuat melalui ikatan kimia (hingga ratusan MPa), menawarkan resistensi superior terhadap delaminasi. Kepadatan lapisan PVD: Pelapis relatif padat tetapi mungkin memiliki pori -pori mikroskopis (misalnya, struktur "kristal kolom" dalam sputtering). CVD: Pelapis sangat padat dan seragam (karena pembentukan kristal SIC kontinu melalui reaksi kimia). Ketebalan dan keseragaman PVD: Cocok untuk pelapis tipis (beberapa nanometer untuk beberapa mikrometer), dengan cakupan yang baik pada bentuk kompleks. CVD: Mampu menyimpan pelapis yang lebih tebal (puluhan mikrometer), tetapi keseragaman cakupan pada struktur kompleks mungkin lebih rendah. Kemurnian dan komposisi material PVD: Komposisi pelapis ditentukan secara langsung oleh bahan target, dengan kemurnian tinggi (tidak ada produk sampingan). CVD: Kontrol komposisi yang tepat (misalnya, doping dengan nitrogen, boron) dengan menyesuaikan rasio gas reaksi. 4. Skenario aplikasi Aplikasi PVD yang khas Pelapis tahan aus: pelapis timah, DLC (karbon seperti berlian) pada alat dan bantalan SiC. Film optik: pelapis reflektif/anti-reflektif pada perangkat optik SiC. Persyaratan proses suhu rendah: Pelapis anti-korosi pada komponen yang diproses presisi (misalnya, cetakan kemasan semikonduktor). Aplikasi CVD yang khas Pelapis tahan oksidasi suhu tinggi: Lapisan pelindung SiC atau Si₃n₄ pada bahan komposit SiC untuk aplikasi aerospace. Perangkat semikonduktor: Pertumbuhan epitaxial film SIC kristal tunggal pada wafer sic (misalnya, lapisan buffer untuk perangkat daya). Persyaratan Film Tebal: Pelapis tahan radiasi pada tabung kelongsong sic untuk reaktor nuklir. 5. Ringkasan Keuntungan dan Kerugian Teknologi Keuntungan Kerugian Pvd Proses suhu rendah, cakupan yang baik pada bentuk kompleks, tidak ada kontaminasi produk sampingan Kekuatan adhesi yang lebih rendah, pelapis yang lebih tipis, biaya bahan target tinggi CVD Kekuatan adhesi tinggi, pelapis padat, kontrol komposisi yang kuat Batas suhu tinggi seleksi substrat, gas reaksi beracun, peralatan yang kompleks 6. Kriteria Seleksi Pilih PVD: Untuk pemrosesan suhu rendah, geometri kompleks, film dengan kemurnian tinggi, atau skenario yang membutuhkan penghindaran kontaminasi reaksi kimia. Pilih CVD: Untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan adhesi tinggi, deposisi film tebal, stabilitas suhu tinggi, atau kontrol komposisi yang tepat. Melalui perbandingan di atas, teknologi yang sesuai (PVD atau CVD) dapat dipilih berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu (misalnya, batasan suhu, kinerja pelapisan, biaya) untuk mencapai hasil yang optimal dalam modifikasi permukaan SIC. MG-optics mengadopsi modifikasi PVD, yang tidak hanya meningkatkan efisiensi modifikasi sambil memastikan kualitas lapisan modifikasi tetapi juga mengurangi biaya, memungkinkan produksi massal. Kekasaran dapat mencapai Ra≤1nm.

Teleskop yang mencerminkan banyak digunakan di berbagai bidang karena keunggulannya seperti tidak ada penyimpangan kromatik dan ringan yang mudah. Di antara mereka, teleskop refleksi ganda adalah yang paling umum digunakan. Teleskop RC adalah jenis penting dari teleskop refleksi ganda. Proses penyelarasannya sangat penting untuk kualitas pencitraan, tetapi saat ini, sebagian besar bergantung pada pengalaman dalam rekayasa, menghasilkan biaya tinggi. 1. Bidang penyimpangan dari teleskop refleksi ganda Saya. Koordinat Sistem dan Definisi Simbol: Ketika permukaan optik menyimpang dari posisi teoretisnya, ada enam bentuk desentrasi dan kemiringan. Diagram skematik memperkenalkan decenter dan miring dalam sistem ii. Koma dan astigmatisme: Berdasarkan teori penyimpangan gelombang vektor, penyimpangan gelombang dari teleskop yang mencerminkan ganda termasuk komponen koma dan astigmatisme. Koma - urutan ketiga dan urutan ketiga - ordo astigmatisme dari sistem yang tidak selaras terkait dengan desentrasi dan kemiringan cermin sekunder. 2. Analisis metode penyelarasan teleskop RC: Metode penyelarasan tradisional yang mengambil koma di bidang pandang ON -Axis sebagai referensi tidak dapat memastikan bahwa bidang pandang ON - Axis dan Off -Axis mencapai kualitas pencitraan terbaik secara bersamaan. Jika koma dalam bidang pandang ON - Axis pertama kali disesuaikan dengan 0, hubungan antara desentrasi dan kemiringan cermin sekunder dapat ditentukan pada saat ini. Kemudian, sesuaikan astigmatisme di bidang pandang simetris off - Axis. Dengan memilih - bidang pandang sumbu di bidang XOZ dan bidang YOZ untuk mengamati dan menyesuaikan astigmatisme, koreksi simultan dapat dicapai melalui beberapa iterasi. Bagan aliran proses penyelarasan untuk teleskop RC 3. Eksperimen Alignment Simulasi: Mengambil teleskop R - C dengan parameter spesifik sebagai contoh, secara acak memperkenalkan jumlah misalignment dari cermin sekunder. Pertama, sesuaikan desentrasi cermin sekunder untuk membuat koma di bidang pandang ON -ON - 0. Lalu, sesuaikan desentrasi dan kemiringan cermin sekunder di bidang yoz dan bidang xoz untuk membuat astigmatisme di lepas - poros bidang pandang simetris. Setelah 3 iterasi, cermin sekunder disesuaikan dengan posisi yang dirancang secara teoritis, memverifikasi kelayakan metode penyelarasan. penyimpangan gelombang sistem dari berbagai bidang 4. Eksperimen dan Hasil Alignment: Terapkan metode penyelarasan yang diverifikasi dengan simulasi untuk penyelarasan aktual dari teleskop R - C. Ambil cermin utama sebagai referensi, perbaiki cermin sekunder pada bingkai penyesuaian enam dimensi, dan gunakan interferometer 4D untuk inspeksi. Setelah penyelarasan, penyimpangan gelombang dari bidang pandang ON -Axis dari sistem adalah 0,0730λ, dan aberasi gelombang bidang pandang simetris off -axis adalah sekitar 0,08λ, memenuhi persyaratan penggunaan. 5. Kesimpulan: Metode penyelarasan yang diusulkan berdasarkan teori penyimpangan gelombang vektor telah diverifikasi dengan simulasi dan eksperimen penyelarasan aktual. Untuk teleskop R - C yang tidak selaras, penyelarasan dapat diselesaikan melalui 3 iterasi. Setelah penyelarasan, aberasi gelombang dari bidang ON - Axis dan OFF - Axis of View of System memenuhi persyaratan penggunaan.  

Apa itu expander balok? Balok expander adalah komponen optik yang mampu mengubah diameter dan sudut divergensi balok cahaya. Ini memainkan peran penting dalam sistem optik. 1. Definisi expander balok Expander balok biasanya terdiri dari satu set lensa yang dapat memperluas balok laser input atau balok cahaya lainnya, meningkatkan diameternya dan berpotensi mengubah sudut divergensi mereka. Berbagai jenis expander balok memiliki berbagai desain dan struktur, tetapi tujuan umum mereka adalah untuk menyesuaikan karakteristik balok untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu. 2. Fungsi expander balok (1) Mengubah diameter balok - Dalam banyak aplikasi optik, diperlukan balok diameter spesifik. Misalnya, dalam pemrosesan laser, diameter balok yang lebih besar dapat mencakup area pemrosesan yang lebih besar. Dengan menggunakan expander balok, balok sempit dapat diperluas ke ukuran yang diinginkan. - Untuk aplikasi yang membutuhkan penerangan seragam, seperti sistem pencahayaan mikroskop, expander balok dapat memperbesar balok yang dipancarkan oleh sumber cahaya untuk memberikan lebih banyak pencahayaan. (2) Menyesuaikan sudut divergensi balok - Sudut divergensi balok sangat penting untuk kinerja sistem optik. Expander balok dapat mengurangi sudut divergensi (rumus: θ ≈ λ / (π * d)), membuat balok lebih terkolimasi, sehingga meningkatkan jarak transmisi dan fokus kinerja. - Dalam sistem komunikasi optik, balok dengan sudut divergensi rendah diperlukan untuk memastikan transmisi sinyal yang stabil. Expander balok dapat menyesuaikan balok input untuk memenuhi persyaratan sistem komunikasi optik. (3) Mengaktifkan operasi optik presisi tinggi - Beberapa sistem optik presisi tinggi, seperti pinset optik, membutuhkan kontrol yang tepat dari karakteristik balok. Balok expander dapat menjadi bagian dari sistem manipulasi balok pinset optik, bekerja bersama dengan komponen optik lainnya untuk memastikan aperture punggung tujuan sepenuhnya diterangi sambil memungkinkan posisi perangkap. - Dalam penentuan posisi berskala nano dan pembentukan balok presisi tinggi, expander balok dapat digunakan dengan aktuator seperti motor ultrasonik untuk mencapai kontrol balok yang tepat. (4) beradaptasi dengan aplikasi multi-gelombang -Dalam sistem optik multi-panjang gelombang, seperti lidar multi-gelombang, balok transmisi sederhana yang diperpanjang dengan perjuangan untuk mencapai ekspansi balok secara bersamaan pada berbagai panjang gelombang karena penyimpangan kromatik. Untuk mengatasi hal ini, expander balok khusus, seperti ekspander balok reflektif off-axis, dapat dirancang untuk digunakan dalam sistem lidar multi-gelombang. (5) Mengoptimalkan kinerja sistem optik -Dalam desain pengekspander balok aspheric-aperture besar, permukaan aspheri orde tinggi dimasukkan ke dalam lensa objektif untuk memperbaiki penyimpangan yang disebabkan oleh lensa apertur relatif besar, sehingga mengoptimalkan kinerja sistem optik. - Untuk sistem optik khusus, seperti interferometer Michelson pada detektor gelombang gravitasi, memasang teleskop expander balok miring dapat mengurangi ukuran balok dan dimensi splitter sambil meningkatkan efisiensi waktu observasi, menyediakan titik diagnostik balok yang diperlukan, dan memfasilitasi penyelarasan balok. 3. Jenis Balok Expander Balok Expander terutama dibagi menjadi dua kategori: bias (berbasis lensa) dan reflektif (berbasis cermin). (1) Expander Balok Beri Refraktif (Berbasis Lensa) Expander Balok Refraktif beroperasi berdasarkan prinsip refraksi lensa dan biasanya terdiri dari dua atau lebih lensa. Jenis umum termasuk Expander Balok Galilea dan Expander Balok Keplerian. (2) Expander balok reflektif (berbasis cermin) Expander balok reflektif beroperasi berdasarkan prinsip refleksi cermin dan biasanya terdiri dari dua atau lebih cermin melengkung. Jenis umum termasuk pengekspander balok reflektif off-axis dan coaxial reflective expander. (3) Perbandingan Expander Balok Refraktif dan Reflektif - Expander Balok Refraktif: Compact, Cocok untuk Aplikasi Daya Rendah hingga Menengah, tetapi dapat memperkenalkan penyimpangan kromatik. - Reflective Beam Expander: Ideal untuk aplikasi berdaya tinggi, bebas dari penyimpangan kromatik, tetapi lebih besar dan lebih kompleks untuk disejajarkan. 4. Contoh aplikasi - Pemrosesan Laser: Expander balok bias digunakan dalam pemotongan dan pengelasan laser, sementara expander balok reflektif dipekerjakan dalam pemrosesan laser daya tinggi. - Pengamatan Astronomi: Expander balok reflektif digunakan dalam sistem teleskop untuk memperluas bidang pandang. - Pengukuran optik: Expander balok bias digunakan dalam interferometer laser dan percobaan optik. - Komunikasi laser: Expander balok bias digunakan untuk kolimasi dan ekspansi balok. Ringkasan Balok Expander adalah komponen penting dalam sistem optik, memungkinkan kontrol yang tepat atas berdiameter balok dan sudut divergensi untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang beragam. Desain dan seleksi mereka tergantung pada faktor -faktor seperti panjang gelombang, daya, dan kasus penggunaan khusus. Dengan kemajuan teknologi, expander balok terus berkembang, menawarkan peningkatan kinerja dan keserbagunaan di bidang mulai dari pemrosesan laser hingga pengamatan astronomi.