Untuk pemerhatian coronagraphic astronomi inframerah berasaskan ruang masa depan, cermin aluminium digunakan dalam coronagraphs. Pemerhatian inframerah pertengahan jalur lebar di ruang memerlukan optik reflektif yang disejukkan, sementara coronagraphy menuntut komponen optik ketepatan tinggi. Sebagai contoh, coronagraph pada mulanya dicadangkan untuk projek satelit astronomi inframerah generasi akan datang (SCI: Spica Coronagraph Instrument) melibatkan fabrikasi dan penilaian sistem optik yang terdiri daripada cermin luar paksi aluminium tinggi dengan permukaan berlian. Eksperimen demonstrasi optik coronagraphic dengan topeng coronagraph telah dijalankan. Pertama, kesilapan gelombang (WFE) cermin aluminium diukur dengan menggunakan interferometer He-Ne Fizeau untuk mengesahkan bahawa ketumpatan spektrum kuasa WFE Met SCI keperluan. Seterusnya, cermin telah diintegrasikan ke dalam sistem optik, dan prestasi keseluruhan sistem telah dinilai. Jumlah WFE komponen optik dianggarkan 33 nm (rms), dengan setiap cermin menyumbang 10-20 nm (RMS) ke rantau 14 mm pusat komponen optik. Sebaliknya 10-5.4 10-5.4 dicapai untuk coronagraph dalam cahaya yang kelihatan. Berdasarkan pengiraan model dan prestasi optik yang diukur, sistem pengimejan coronagraphic dijangka mencapai kontras kira -kira 10-7 10-7 pada panjang gelombang 5 μm.
Permohonan dalam misi Ariel:
Misi ARIEL (Misi Besar Exoplanet-Survey Ariel (Atmosfera Jauh) menggambarkan reka bentuk, analisis, dan pembangunan cermin prototaip aluminium 1 meter diameter untuk teleskopnya. Agensi Angkasa Eropah (ESA) telah memilih Ariel sebagai misi sains kelas sederhana (M4) seterusnya, yang dijadualkan untuk dilancarkan pada tahun 2028. Misi ini bertujuan untuk mengkaji atmosfera exoplanet yang dipilih. Muatan didasarkan pada teleskop kelas 1 meter yang didahului oleh suite instrumen. Konfigurasi teleskop ditakrifkan sebagai reka bentuk cassegrain klasik dengan murid eksentrik, susun atur dua cermin, dan cermin parabola luar paksi tiga paksi. Analisis perdagangan telah dijalankan untuk bahan-bahan untuk mengarang cermin utama diameter 1 meter (M1), dan aloi aluminium dipilih sebagai bahan asas untuk kedua-dua cermin teleskop dan struktur. Hari ini, logam seperti aloi aluminium sering dipertimbangkan untuk teleskop ruang pembuatan yang beroperasi dalam julat panjang gelombang inframerah. Menghasilkan cermin aluminium yang besar seperti yang dicabar oleh Ariel, dan program penyelidikan dan pembangunan yang berdedikasi telah dimulakan untuk menunjukkan kelayakan. Cermin prototaip, sama dengan saiz model penerbangan M1 tetapi dengan profil permukaan yang lebih mudah, telah direka dan diuji.
Aplikasi dalam satelit astronomi inframerah masa depan:
Optik yang disejukkan untuk misi inframerah ruang:
Untuk misi inframerah ruang, penyejukan keseluruhan instrumen adalah penting untuk menindas latar belakang inframerah dan bunyi pengesan. Dalam konteks ini, aluminium sesuai untuk optik kriogenik kerana kebolehkerjaan yang sangat baik membolehkan bahan yang sama digunakan untuk struktur instrumen keseluruhan, termasuk komponen optik, yang membantu mengurangkan misalignment optik pada suhu rendah. Cermin aluminium dibuat melalui pemesinan ultra-ketepatan, dan kesilapan gelombang mereka (WFE) diukur menggunakan interferometer Fizeau. Berdasarkan ketumpatan spektrum kuasa WFE, ketepatan permukaan semua cermin telah disahkan untuk memenuhi keperluan instrumen Spica Coronagraph. Cermin kemudiannya diintegrasikan ke dalam sistem optik, dan kualiti imej sistem diperiksa menggunakan laser optik. Jumlah WFE dianggarkan 33 nm (RMS) berdasarkan nisbah strehl, selaras dengan nilai WFE yang diperoleh daripada pengukuran cermin individu.
Aplikasi dalam optik kriogenik pertengahan inframerah:
Kekangan ubah bentuk dan perlindungan kakisan:
Dalam instrumen inframerah pertengahan, cermin aluminium bersalut emas digunakan untuk optik kriogenik. Untuk menilai ubah bentuk yang disebabkan oleh penguncupan terma cermin aluminium, pengukuran pemantauan permukaan dilakukan semasa kitaran penyejukan dari suhu bilik hingga 100 K. Keputusan menunjukkan bahawa kesan ubah bentuk dikurangkan kepada satu perempat apabila cermin dijamin dengan pencuci musim bunga. Kaedah yang berkesan untuk mencegah kakisan elektrokimia cermin juga diterokai. Sampel berbilang disediakan dengan pelbagai syarat salutan, seperti memasukkan lapisan penebat, membentuk salutan kelembapan multilayer, atau melakukan pembersihan ketepatan sebelum salutan. Pembersihan ketepatan sebelum mendepositkan lapisan emas dan menutupnya dengan lapisan pelindung SIO terbukti berkesan dalam menghalang kakisan aluminium. Cermin Sio-occoated terselamat ujian penyejukan untuk aplikasi pertengahan inframerah, mempamerkan pengurangan refleksi kira-kira 1% dalam julat 6-25 μm berbanding dengan cermin bersalut emas yang tidak bersalut.
Aplikasi dalam Optik Laser Inframerah:
Fabrikasi laser-durable dan stabil dielektrik dielektrik yang dipertingkatkan cermin:
HFO 2 2 /SIO 2 2 multilayers telah didepositkan pada substrat aluminium berlian tunggal yang diubahsuai melalui pemendapan ion plasma yang diubahsuai untuk membentuk cermin IR yang dibentuk dielektrik dan stabil dielektrik yang stabil pada panjang 1064 NM. Kesan kualiti permukaan aluminium berlian berlian terhadap prestasi optik cermin yang dipertingkatkan dielektrik telah dinilai. Ambang kerosakan yang disebabkan oleh laser (LIDT) sehingga 11 J/cm 2 2 dicapai untuk cermin aluminium yang dipertingkatkan yang diuji dalam mod berdenyut pada 1064 nm dengan tempoh nadi 20 ns dan kadar pengulangan 20 Hz. Morfologi kerosakan laser diturunkan menggunakan mikroskopi elektron imbasan (SEM). Mekanisme kerosakan disebabkan oleh kecacatan nodul yang disebabkan oleh zarah yang tertanam dalam permukaan substrat aluminium.