ข่าว

ความแม่นยำของพื้นผิวของกระจกขนาดใหญ่มีบทบาทสำคัญในการแก้ไขภาพ วิธีการทางเทคนิคที่เฉพาะเจาะจงเพื่อเพิ่มความแม่นยำของรูปพื้นผิวสามารถนำไปใช้ในพื้นที่ของการผลิต, มาตรวิทยา, การออกแบบโครงสร้างสนับสนุนและการปรับให้เหมาะสมการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม สิ่งเหล่านี้จะมีรายละเอียดด้านล่าง: 1. การเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต กระบวนการทดสอบการหมุนแบบไม่โหลดแบบแรงโน้มถ่วง: ในสภาพแวดล้อมการผลิตภาคพื้นดินแรงโน้มถ่วงจะส่งผลต่อรูปพื้นผิวของกระจกทรงกลมขนาดใหญ่ เพื่อให้ได้การผลิตรูปพื้นผิวที่ไม่มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์วิธีการทดสอบการหมุนที่มีความแม่นยำสูงซึ่งใช้การขนถ่ายแรงโน้มถ่วงสามารถสร้างขึ้นได้ ตัวอย่างเช่นการใช้วิธีการหมุนของ N-Step Equal-Interval: ก่อนอื่นให้ความกระจ่างหลักการพื้นฐาน ในกรณีการผลิตที่เฉพาะเจาะจง (เช่น mirror uspheric ule ф1290มม.), มุมการหมุนอย่างเคร่งครัดและข้อผิดพลาดความผิดปกติ (ข้อผิดพลาดมุมจริง <0.1 °, ข้อผิดพลาดผิดปกติ <0.1mm) ในระหว่างขั้นตอนความแม่นยำต่ำให้ใช้วิธีการหมุน 3 ขั้นตอนเพื่อประมวลผลผลการทดสอบการรวมความแม่นยำของพื้นผิวกระจกอย่างรวดเร็วเป็น0.029λ RMS ที่อยู่การขยายตัวสะสมของข้อผิดพลาดแบบสมมาตรที่เกิดจากวิธีการหมุนผ่านการกำจัดเป้าหมายการรวมความแม่นยำของพื้นผิวเพิ่มเติมเป็น0.023λ RMS ในที่สุดใช้วิธีการหมุน 6 ขั้นตอนเพื่อประมวลผลผลการทดสอบและแนะนำการผลิตออปติคัลเพื่อให้ได้ความแม่นยำของพื้นผิวสูง หลังจากลบข้อผิดพลาดการเสียรูปที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงความแม่นยำของรูปพื้นผิวถึง0.010λ RMS โดยประมาณรูปพื้นผิวที่ไม่มีแรงโน้มถ่วงของกระจกในวงโคจร วิธีนี้ใช้กับมิเตอร์ชั้นเรียนและพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เทคนิคการบดและการขัดที่ดีที่สุด: การบดและการขัดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความแม่นยำของพื้นผิวกระจก ในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมาเทคนิคสำหรับกระจกทรงกลมขนาดใหญ่ได้พัฒนาขึ้น: การบดแบบดั้งเดิมจะถูกแทนที่ด้วยการบดซีเอ็นซีทำให้สามารถกำจัดวัสดุที่แม่นยำผ่านการควบคุมเครื่องมือและความดัน (เช่นพื้นผิวออปติคัลที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ - CCOs) เทคนิคการขัดที่กำหนดเช่นการหาลำแสงไอออน (IBF) และการตกแต่งด้วยแม่เหล็ก (MRF) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง: IBF ใช้คานไอออนพลังงานสูงสำหรับการกำจัดวัสดุระดับนาโน MRF ใช้ของเหลว magnetorheological เพื่อปรับปรุงความขรุขระของพื้นผิวและข้อผิดพลาดของตัวเลขที่ถูกต้อง การรวมเทคนิคขั้นสูงเหล่านี้ช่วยเพิ่มความแม่นยำของพื้นผิวอย่างมีนัยสำคัญ 2. การปรับปรุงในมาตรวิทยาพื้นผิว อัลกอริทึมการตรวจจับที่มีความแม่นยำสูง: สำหรับการทดสอบส่วนประกอบออพติคอลขนาดใหญ่:: วิธี "การแบ่งส่วนสองครั้ง" อย่างมีประสิทธิภาพค้นหาจุดเลเซอร์ที่มีการแปรผันของความเข้มขนาดใหญ่ วิธี Centroid สีเทาให้การสกัดเซนทรอยด์ที่มีความเสถียร การจำแนกตามคุณสมบัติระบุจุดสะท้อนแสงด้านหน้า อัลกอริทึมเหล่านี้ปรับปรุงความแม่นยำของมาตรวิทยาให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการแก้ไขพื้นผิว วิธีการวัดขั้นสูง: วิธีการสแกน pentaprism: วัดกระจกแบนขนาดใหญ่โดยการสแกน pentaprism และ autocollimator เพื่อตรวจจับความแตกต่างของมุมเอียง รูปพื้นผิวถูกแสดงว่าเป็นการผสมผสานเชิงเส้นของพหุนาม Zernike ซึ่งแก้ไขได้ผ่านการปรับกำลังสองน้อยที่สุด บรรลุความแม่นยำ 7.6nm RMS ตรวจสอบกับวิธีการ ritchey-common (ความแตกต่าง: 7.1nm rms สำหรับกระจก 1.5m) วิธีการ ritchey-common: ต้องใช้กระจกอ้างอิงทรงกลม วิเคราะห์ความผิดปกติและข้อผิดพลาดการเอียงผ่านการสร้างแบบจำลองทางแสง การจำลองสำหรับกระจก 2M แสดง: ด้วยความเยือกเย็น <5% รูรับแสงและเอียง <1 °ภายใน 11 ° -30 °°มุม Ritchey, ข้อผิดพลาดในการกู้คืนพื้นผิวคือ ~ 10⁻³λ RMS แอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริงได้รับ0.0238λ RMS และ0.1629λ PV สำหรับกระจก A φ2m (λ = 632.8nm) 3. การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้างสนับสนุน โครงสร้างการสนับสนุนที่ทนได้สูง: ที่อยู่การย่อยสลายที่เกิดจากความเครียด: ตัวอย่าง: กระจกอวกาศที่มีความแม่นยำสูง 1.5 ม. (วัสดุ RB-SIC) พร้อมการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาแบบเปิดด้านหลังแบบสามเหลี่ยมและการติดตั้งแบบโค้งสามจุด ปรับให้เหมาะสมโดยใช้ซอฟต์แวร์ ISight เพื่อลดการเปลี่ยนแปลง RMS ภายใต้สถานการณ์ข้อผิดพลาดการประกอบ 9 ครั้ง (ข้อผิดพลาด 0.01mm) ผลลัพธ์: อัตราส่วนน้ำหนักเบา: 82.1% (มวล: 170.23kg) แรงโน้มถ่วง 1G: <0.016λ RMS 0.02 มม. การกระจัดบังคับ: 0.016λ rms 20 ℃± 5 ℃: ΔRMS <0.002λ ความถี่ธรรมชาติครั้งแรก: 101.3Hz การลดผลกระทบต่อแรงกระแทกของกาว: แบบจำลองการหดตัวของการบ่มกาวโดยใช้ FEM ความร้อนโหลด วิเคราะห์ผลกระทบของปริมาตรกาวสถานที่การกระจายและพารามิเตอร์ การออกแบบที่ดีที่สุดสำหรับกระจกรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า: แหวนกาวที่ยืดหยุ่นได้หกตัว การกระจายที่ไม่สม่ำเสมอ กาว: Ø10mm× 0.1mm ความหนา ผลลัพธ์: pv = 53.26nm, rms = 10.98nm, ความเครียดสูงสุด = 0.04mpa กรอบโทโพโลยีลดน้ำหนักลง 62.12% (7.93kg) 4. การลดผลกระทบการสั่นสะเทือนแบบไมโครสิ่งแวดล้อม เมื่อเซ็นเซอร์ระยะไกลเพิ่มขึ้นในการออกแบบรูรับแสงและการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาความแข็งของกระจกจะลดลงทำให้ตัวเลขพื้นผิวไวต่อการสั่นสะเทือนขนาดเล็ก (เช่นจากมอเตอร์สเต็ปเปอร์, ล้อปฏิกิริยา, แช่แข็ง) วิธีการวิเคราะห์การตอบสนองแบบไดนามิก: รวมการซ้อนทับแบบโมดอลและพหุนามพหุนามเซิร์นค์ แสดงรูปร่างแต่ละโหมดเป็นการผสมผสานเชิงเส้นของพหุนาม Zernike คำนวณข้อผิดพลาดพื้นผิวแบบไดนามิกโดยรวมผ่านการซ้อนทับแบบโมดอล วิเคราะห์ความผิดปกติของแสงจากการสั่นสะเทือนขนาดเล็กผ่านค่าสัมประสิทธิ์ Zernike เปิดใช้งานการลดเป้าหมายของข้อผิดพลาดพื้นผิวที่เกิดจากการสั่นสะเทือนเพื่อปรับปรุงความละเอียดการถ่ายภาพ

กระจกขนาดใหญ่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเกตการณ์ของโลกและการออกแบบรูรับแสงที่ดีที่สุดของพวกเขาต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับปัจจัยหลายอย่างซึ่งแตกต่างกันไปตามสถานการณ์แอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน การวิเคราะห์ต่อไปนี้ตรวจสอบแง่มุมที่สำคัญรวมถึงข้อกำหนดการแก้ปัญหาระยะการสังเกตและแพลตฟอร์มลักษณะของระบบแสงและต้นทุนการผลิตที่มีความเป็นไปได้ทางเทคนิค: ข้อกำหนดการแก้ปัญหา การแก้ปัญหาเชิงพื้นที่: การสังเกตการณ์โลกที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงเช่นการตรวจสอบในเมืองและการลาดตระเวนทางทหาร-ตามกระจกขนาดใหญ่เพื่อเพิ่มความละเอียด ตามเกณฑ์ Rayleigh ความละเอียดเชิงมุมθของกล้องโทรทรรศน์เกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นλและรูรับแสงมิเรอร์เป็นθ = 1.22λ / D. ในแถบที่มองเห็นได้ เมื่อสังเกตจากวงโคจร geostationary รูรับแสงจะต้องคำนวณอย่างแม่นยำตามระยะทางและข้อกำหนดการแก้ปัญหาเพื่อให้ได้ความละเอียดพิกเซลภาคพื้นดินเฉพาะ ความละเอียดสเปกตรัม: แอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์สเปกตรัมของพื้นผิวโลก (เช่นการตรวจสอบพืชพรรณการสำรวจทรัพยากร) จัดลำดับความสำคัญความละเอียดสเปกตรัม ในขณะที่สเปกโตรมิเตอร์ส่วนใหญ่กำหนดความละเอียดสเปกตรัมกระจกขนาดใหญ่จะรวบรวมแสงมากขึ้นเพิ่มความแรงของสัญญาณและการปรับปรุงความละเอียดสเปกตรัมทางอ้อม ตัวอย่างเช่นการตรวจสอบความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์มหาสมุทรได้รับประโยชน์จากการรวบรวมแสงที่เพิ่มขึ้นทำให้การวิเคราะห์สเปกตรัมที่แม่นยำยิ่งขึ้น ที่นี่การแลกเปลี่ยนระหว่างความสามารถในการรวบรวมแสงที่เพิ่มขึ้นและความซับซ้อนของระบบที่เพิ่มขึ้นจะต้องมีความสมดุลเพื่อกำหนดค่ารูรับแสงที่ดีที่สุด ระยะการสังเกตและแพลตฟอร์ม แพลตฟอร์ม Orbit Low Earth (LEO): ที่ระดับความสูงหลายร้อยกิโลเมตรการสังเกตของ Leo ต้องใช้รูรับแสงที่ค่อนข้างเล็ก ดาวเทียมตรวจจับระยะไกลขนาดเล็กของ Leo ถูก จำกัด ด้วยความจุและค่าใช้จ่ายของแพลตฟอร์มโดยทั่วไปจะใช้รูรับแสงตั้งแต่สิบเซนติเมตรถึง ~ 1 เมตร อย่างไรก็ตามการตรวจสอบความละเอียดสูงของพื้นที่เฉพาะอาจต้องการรูรับแสงขนาดใหญ่ (เช่นดาวเทียมเชิงพาณิชย์ที่มีรูรับแสงหลายเมตรสำหรับการถ่ายภาพที่ดี) แพลตฟอร์ม Geostationary Orbit (GEO): ที่ระดับความสูง ~ 36,000 กม. การสังเกตการณ์โลกที่มีประสิทธิภาพต้องใช้รูรับแสงขนาดใหญ่มาก การถ่ายภาพความละเอียดสูงจาก GEO อาจต้องการรูรับแสงหลายเมตรขึ้นไป ตัวอย่างเช่น Jaxa ของญี่ปุ่นพัฒนากล้องโทรทรรศน์ Geo ด้วยรูรับแสง 3.6 ม. ประกอบด้วยหกส่วนกระจกเพื่อให้ได้การสังเกตการณ์โลกที่มีความละเอียดสูง ลักษณะของระบบออปติคัล ประเภทระบบออปติคัล: ระบบที่แตกต่างกัน (เช่น Cassegrain, Ritchey-Chrétien) กำหนดข้อกำหนดของรูรับแสงที่แตกต่างกัน พารามิเตอร์การออกแบบเช่นอัตราส่วนโฟกัสและรูรับแสงสัมพัทธ์ของกระจกหลัก/รองจะต้องได้รับการพิจารณา ระบบออพติคอลรูรับแสงสังเคราะห์ซึ่งรวมกระจกขนาดเล็กลงเพื่อเลียนแบบรูรับแสงขนาดใหญ่จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพของรูรับแสงย่อยมิลล์และรูรับแสงสังเคราะห์ที่เทียบเท่าตามความละเอียดและความต้องการด้านมุมมอง การแก้ไขความผิดปกติ: รูรับแสงขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะเกิดความผิดปกติ (เช่นทรงกลม, โคม่า) การแก้ไขสิ่งเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบที่ซับซ้อนหรือรูปร่างกระจกพิเศษส่งผลกระทบต่อการเลือกรูรับแสง ตัวอย่างเช่นมิเรอร์แอสเฟียร์แก้ไขความผิดปกติอย่างมีประสิทธิภาพในรูรับแสงขนาดใหญ่ แต่ความยากลำบากในการผลิตและขนาดต้นทุนของพวกเขาด้วยขนาด ดังนั้นการปรับสมดุลประสิทธิภาพการแก้ไขและการออกแบบรูรับแสงจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ ต้นทุนการผลิตและความเป็นไปได้ทางเทคนิค วัสดุและกระบวนการ: ข้อ จำกัด ด้านวัสดุและการผลิต จำกัด ขนาดรูรับแสงที่ทำได้ แก้วออพติคอลแบบดั้งเดิมเผชิญกับการเสียรูปภายใต้น้ำหนักตัวเองในกระจกขนาดใหญ่ลดความแม่นยำของพื้นผิว วัสดุขั้นสูง (เช่นโลหะผสมเบริลเลียมอลูมิเนียม, แก้ว ULE) นำเสนอประสิทธิภาพที่เหนือกว่า แต่มีค่าใช้จ่ายสูงและความท้าทายในการประมวลผล การผลิตที่แม่นยำ (การบดการขัด) และมาตรวิทยาสำหรับรูรับแสงขนาดใหญ่เพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม การออกแบบรูรับแสงจะต้องสอดคล้องกับวัสดุกระบวนการและงบประมาณที่มีอยู่ ความท้าทายในการเปิดตัวและการปรับใช้: รูรับแสงขนาดใหญ่ขึ้นเพิ่มปริมาณและมวลรวมการเปิดตัวดาวเทียมและการปรับใช้ในวงโคจร ความสามารถในการเปิดตัวของยานพาหนะที่ จำกัด นั้นจำเป็นต้องมีบรรจุภัณฑ์ขนาดกะทัดรัดและการปรับใช้ในวงโคจรที่เชื่อถือได้ ตัวอย่างเช่นการออกแบบกระจกที่ปรับใช้ได้จะต้องมั่นใจในความมั่นคงและความแม่นยำในระหว่างการเปิดตัวและการตีแผ่ การตัดสินใจของรูรับแสงจะต้องรวมค่าใช้จ่ายในการเปิดตัวและความเป็นไปได้ในการปรับใช้

กระจกขนาดใหญ่มีบทบาทสำคัญในการสังเกตทางดาราศาสตร์เพื่อเพิ่มความละเอียดและพลังการรวบรวมแสงซึ่งได้รับการสนับสนุนจากหลักการทางกายภาพที่ชัดเจน หลักการทางกายภาพเพื่อเพิ่มความละเอียด เกณฑ์ Rayleigh และความละเอียดเชิงมุม: เนื่องจากธรรมชาติของแสงของแสงแหล่งกำเนิดที่ถ่ายผ่านระบบออปติคัลไม่ได้เป็นภาพจุดที่สมบูรณ์แบบ แต่เป็นรูปแบบการเลี้ยวเบนที่เรียกว่าดิสก์โปร่ง เกณฑ์ Rayleigh กำหนดเงื่อนไขสำหรับการแก้ไขแหล่งที่มาของจุดที่อยู่ติดกันสองแหล่ง: พวกเขาสามารถแก้ไขได้เมื่อศูนย์กลางของดิสก์โปร่งของแหล่งหนึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับแหวนมืดแห่งแรกของดิสก์ที่โปร่งสบายของอีกฝ่าย ณ จุดนี้การแยกเชิงมุม (ความละเอียดเชิงมุม) θระหว่างแหล่งที่มานั้นเป็นไปตามสูตร โดยที่λคือความยาวคลื่นของแสงและ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงของระบบออปติคัล (เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจก) จากสูตรนี้จะเห็นได้ชัดว่าสำหรับความยาวคลื่นการสังเกตที่กำหนดλเส้นผ่านศูนย์กลางกระจกขนาดใหญ่ d ส่งผลให้เกิดความละเอียดเชิงมุมที่เล็กลงθ ซึ่งหมายความว่าวัตถุท้องฟ้าที่ใกล้ชิดสามารถแยกแยะได้ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความละเอียดของการสังเกตทางดาราศาสตร์ ตัวอย่างเช่นในแถบการสังเกตเดียวกันกระจกขนาดใหญ่สามารถปรับปรุงความละเอียดเชิงมุมหลายเท่าเมื่อเทียบกับกระจกขนาดเล็ก ดาวใกล้ชิดกันมากเกินไปที่จะแก้ไขด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กจะแยกออกจากกันอย่างชัดเจนด้วยกระจกเกียร์ขนาดใหญ่ ความถี่เชิงพื้นที่และการถ่ายโอนข้อมูล: จากมุมมองของความถี่เชิงพื้นที่กระบวนการถ่ายภาพด้วยแสงสามารถมองได้ว่าเป็นการถ่ายโอนข้อมูลความถี่เชิงพื้นที่ของวัตถุ ข้อมูลความถี่สูงสอดคล้องกับรายละเอียดที่ดีในขณะที่ข้อมูลความถี่ต่ำสอดคล้องกับโครงร่างโดยรวม กระจกขนาดใหญ่ที่มีรูรับแสงกว้างขึ้นรวบรวมรังสีแสงจากมุมที่มากขึ้น สิ่งนี้ช่วยให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลความถี่เชิงพื้นที่ที่สูงขึ้นซึ่งหมายถึงรายละเอียดปลีกย่อยของวัตถุท้องฟ้าสามารถแสดงผลได้ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มความละเอียด ตัวอย่างเช่นเมื่อสังเกตโครงสร้างกาแล็คซี่กระจกขนาดใหญ่สามารถจับรายละเอียดที่ลึกซึ้งของแขนเกลียวและบริเวณที่ขึ้นรูปดาวภายในกาแลคซีในขณะที่กระจกห้องเล็ก ๆ อาจเปิดเผยโครงร่างพื้นฐานของกาแลคซีเท่านั้น หลักการทางกายภาพเพื่อเพิ่มพลังการรวบรวมแสง ความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์แสงและรูรับแสง: โดยทั่วไปแล้วกำลังการรวบรวมแสงจะวัดด้วยฟลักซ์แสง ตามหลักการออปติคัลฟลักซ์แสงที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์นั้นเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ A ของกระจกหลักและพื้นที่กระจก A เป็นสัดส่วนกับสี่เหลี่ยมจัตุรัสของเส้นผ่านศูนย์กลางของมัน (โดยที่ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางกระจก) สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า D หมายถึงพื้นที่กระจกที่มีขนาดใหญ่ขึ้นโดยรวบรวมฟลักซ์แสงมากขึ้น ตัวอย่างเช่นการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าพื้นที่และฟลักซ์แสงที่รวบรวมได้ สิ่งนี้จะช่วยให้กระจกขนาดใหญ่สามารถสังเกตวัตถุท้องฟ้าที่จางกว่าได้เพราะแม้แต่แสงสลัวมากเมื่อรวบรวมและเข้มข้นโดยกระจกขนาดใหญ่สามารถสร้างสัญญาณที่ตรวจพบได้บนเครื่องตรวจจับ ความแรงของสัญญาณและการปราบปรามเสียงรบกวน: ฟลักซ์แสงที่มากขึ้นไม่เพียง แต่ช่วยให้สามารถสังเกตวัตถุที่มีไฟได้ แต่ยังช่วยเพิ่มความแรงของสัญญาณและยับยั้งเสียงรบกวนได้อย่างมีนัยสำคัญ ในการสังเกตทางดาราศาสตร์เครื่องตรวจจับได้รับผลกระทบจากเสียงรบกวนประเภทต่าง ๆ เช่นเสียงรบกวนจากความร้อนและเสียงยิง ความแรงของสัญญาณเป็นสัดส่วนกับจำนวนโฟตอนที่รวบรวม กระจกห้องพักขนาดใหญ่รวบรวมโฟตอนที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มความแรงของสัญญาณ ตามความสัมพันธ์ทางสถิติระหว่างสัญญาณและเสียงรบกวนเมื่อความแรงของสัญญาณเพิ่มขึ้นผลกระทบสัมพัทธ์ของเสียงรบกวนต่อสัญญาณจะลดลงซึ่งหมายถึงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (SNR) ดีขึ้น สิ่งนี้ช่วยให้การสกัดข้อมูลลักษณะเฉพาะของวัตถุในระหว่างการประมวลผลข้อมูลเพิ่มความสามารถในการสังเกตรายละเอียดที่ดี ตัวอย่างเช่นเมื่อสังเกตกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลจำนวนโฟตอนที่เก็บรวบรวมโดยกระจกขนาดใหญ่จะส่งผลให้คุณลักษณะสเปกตรัมที่ชัดเจนยิ่งขึ้นทำให้สามารถวัดคุณสมบัติที่แม่นยำยิ่งขึ้นเช่น Redshift และองค์ประกอบทางเคมี โดยสรุปกระจกขนาดใหญ่เพิ่มความละเอียดโดยการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางเพื่อลดความละเอียดเชิงมุมตามเกณฑ์ Rayleigh และโดยใช้รูรับแสงขนาดใหญ่เพื่อถ่ายโอนข้อมูลความถี่เชิงพื้นที่ที่สูงขึ้น ในขณะเดียวกันพวกเขาเพิ่มพลังการรวบรวมแสงโดยการเพิ่มพื้นที่กระจกเพื่อรวบรวมฟลักซ์แสงมากขึ้นและโดยการปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน สิ่งนี้ให้ความสามารถในการสังเกตการณ์ที่ไม่เคยมีมาก่อนสำหรับดาราศาสตร์ขับเคลื่อนความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของสนาม

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการสำรวจอวกาศกระจกขนาดใหญ่ที่มีความสำคัญมากขึ้นในสาขานี้ พวกเขามีบทบาทที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการเพิ่มขีดความสามารถในการสำรวจอวกาศและขยายช่วงการสังเกตการณ์ ด้านล่างนี้เราอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการใช้งานของกระจกขนาดใหญ่ในการสำรวจอวกาศจากหลายมุมมอง การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ ความละเอียดที่ได้รับการปรับปรุงและความสามารถในการรวบรวมแสง: กระจกขนาดใหญ่จะรวบรวมแสงได้มากขึ้นซึ่งจะช่วยเพิ่มพลังการรวบรวมแสงของกล้องโทรทรรศน์ ในการสังเกตทางดาราศาสตร์สิ่งนี้ช่วยให้สามารถตรวจจับวัตถุท้องฟ้าที่จางกว่าได้ ตัวอย่างเช่นเมื่อสังเกตกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลกระจกขนาดใหญ่สามารถจับแสงจาง ๆ ที่ปล่อยออกมาจากกาแลคซีหลายพันล้านปีแสงออกไปทำให้นักดาราศาสตร์ศึกษาวิวัฒนาการของกาแลคซีในจักรวาลยุคแรก นอกจากนี้รูรับแสงขนาดใหญ่ของพวกเขาจะช่วยเพิ่มความละเอียดทำให้การแยกแยะโครงสร้างที่ดีขึ้นในร่างกายท้องฟ้า ตัวอย่างเช่นการถ่ายภาพความละเอียดสูงของพื้นผิวดาวฤกษ์หรือภูมิภาคที่ขึ้นรูปดาวภายในกาแลคซีช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นในคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุเหล่านี้ การสังเกตอินฟราเรดและอินฟราเรดไกล: กระจกขนาดใหญ่มีความสำคัญเท่าเทียมกันในการสังเกตอินฟราเรดและอินฟราเรดไกล วัตถุท้องฟ้าอุณหภูมิต่ำเช่นโปรโตสตาร์และเมฆฝุ่นเย็นปล่อยพลังงานส่วนใหญ่ในสเปกตรัมอินฟราเรด กระจกขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพรวบรวมแสงในความยาวคลื่นเหล่านี้ช่วยนักดาราศาสตร์ในการศึกษากระบวนการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ แนวคิดเช่นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ขนาดใหญ่สำหรับการศึกษาจักรวาล (Saltus) ซึ่งเป็นข้อเสนอกล้องโทรทรรศน์กลาง/อินฟราเรดกลาง/ไกลออกไปใช้ประโยชน์จากเสาอากาศกระจก 20 เมตรที่พองได้เพื่อให้ได้ความสามารถในการรวบรวมโฟตอนที่ไม่เคยมีมาก่อน การสังเกตโลก การตรวจสอบอุตุนิยมวิทยาและสภาพภูมิอากาศ: ในสภาพอากาศและการตรวจสอบสภาพภูมิอากาศกระจกขนาดใหญ่ช่วยให้การถ่ายภาพความละเอียดสูงสำหรับดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ด้วยการจับภาพความละเอียดสูงของพื้นผิวและบรรยากาศของโลกทำให้พวกเขาปรับปรุงการตรวจสอบการก่อตัวของเมฆการเคลื่อนไหวและการพัฒนาเพิ่มความแม่นยำในการทำนายสภาพอากาศ การวัดที่แม่นยำของพารามิเตอร์เช่นอุณหภูมิพื้นผิวและอุณหภูมิของมหาสมุทรยังรองรับการวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการปรับแต่งแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ ตัวอย่างเช่นกระจกห้องพักขนาดใหญ่ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการสังเกตของการกระจายไอน้ำในบรรยากาศการปรับปรุงการคาดการณ์สำหรับการตกตะกอนและปรากฏการณ์สภาพอากาศอื่น ๆ การตรวจสอบทรัพยากรและสิ่งแวดล้อม: สำหรับทรัพยากรโลกและการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมกระจกขนาดใหญ่ที่อำนวยความสะดวกในการสังเกตโดยละเอียดเกี่ยวกับการกระจายทรัพยากรพื้นผิว แอพพลิเคชั่นรวมถึงการติดตามการเปลี่ยนแปลงของป่ารูปแบบการใช้ที่ดินและการจัดสรรทรัพยากรน้ำ พวกเขายังตรวจสอบมลพิษด้านสิ่งแวดล้อมเช่นอากาศและมลพิษทางทะเล การถ่ายภาพความละเอียดสูงช่วยให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมได้ทันเวลานำเสนอคำแนะนำทางวิทยาศาสตร์สำหรับการอนุรักษ์และการจัดการทรัพยากรที่ยั่งยืน การสื่อสารด้วยแสงอวกาศ ประสิทธิภาพการเชื่อมโยงการสื่อสารที่ได้รับการปรับปรุง: ในการสื่อสารด้วยแสงอวกาศกระจกขนาดใหญ่ของ Apperture ทำหน้าที่เป็นเสาอากาศแบบออพติคอล รูรับแสงขนาดใหญ่ของพวกเขาเพิ่มประสิทธิภาพของการรวบรวมสัญญาณแสงและการส่งสัญญาณเพิ่มพลังงานการเชื่อมโยงและอัตราการถ่ายโอนข้อมูล สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการส่งสัญญาณที่มั่นคงในระยะทางไกลลดการลดทอนสัญญาณและการรบกวน ตัวอย่างเช่นในการสื่อสารระหว่างโพรบโลกและพื้นที่ลึกกระจกขนาดใหญ่ของ Apperture ได้รับสัญญาณแสงที่อ่อนแอจากโพรบในขณะที่ส่งสัญญาณคำสั่งทำให้มั่นใจได้ว่าการสื่อสารที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ การชี้และการติดตามที่มีความแม่นยำสูง: ควบคู่ไปกับระบบการชี้และการติดตามขั้นสูงกระจกขนาดใหญ่จะเปิดใช้งานการจัดตำแหน่งที่แม่นยำกับเป้าหมายการสื่อสาร ในการเชื่อมโยงสถานีดาวเทียมไปยังดาวเทียมหรือดาวเทียมสู่พื้นดินพวกเขามั่นใจได้ว่าการส่งสัญญาณและการรับสัญญาณที่แม่นยำ ด้วยเทคโนโลยีการควบคุมที่ซับซ้อนกระจกเหล่านี้จะปรับการวางแนวของพวกเขาอย่างรวดเร็วเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการการสื่อสารแบบไดนามิกและการเคลื่อนไหวเป้าหมายรักษาลิงก์การสื่อสารทางแสงที่เสถียร ความท้าทายทางเทคนิคและการแก้ปัญหา การออกแบบที่มีน้ำหนักเบา: ความท้าทายที่สำคัญสำหรับกระจกขนาดใหญ่ในอวกาศคือข้อ จำกัด ด้านน้ำหนัก การออกแบบที่มีน้ำหนักเบาเช่นโครงสร้างแซนวิชรังผึ้งและวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง-ที่อยู่นี้ในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของโครงสร้างและประสิทธิภาพการใช้แสง ตัวอย่างเช่นกระจกที่ใช้แก้วการขยายตัวต่ำเป็นพิเศษ (ULE) รวมกับแกนรังผึ้งช่วยลดน้ำหนักโดยไม่ลดทอนความต้องการภารกิจอวกาศ การออกแบบโครงสร้างสนับสนุน: โครงสร้างการสนับสนุนที่ดีที่สุดมีความสำคัญต่อการรักษาความแม่นยำของพื้นผิวของกระจกขนาดใหญ่ โซลูชันทั่วไป ได้แก่ การรองรับสามจุดหรือ hexapod การออกแบบจะต้องคำนึงถึงการกระจายจุดสนับสนุนและความแข็งเพื่อลดความเข้มข้นของแรงโน้มถ่วงและความร้อน ตัวอย่างเช่นระบบสนับสนุนร่วมสามจุดลดการประกอบและความเครียดการเปลี่ยนรูปแบบความร้อนบนวงโคจรเพื่อให้มั่นใจว่าการทดสอบภาคพื้นดินและประสิทธิภาพในวงโคจร เรียนรู้เพิ่มเติม： การตัดเฉือนที่แม่นยำในระบบออพติคอล การควบคุมความเสถียรทางความร้อน: ความผันผวนของอุณหภูมิในอวกาศส่งผลต่อความเสถียรของความร้อนจากกระจกและความแม่นยำของพื้นผิว การแก้ปัญหารวมถึงการใช้วัสดุการขยายความร้อนต่ำการเคลือบควบคุมความร้อนและระบบการจัดการความร้อนที่ใช้งานอยู่ มาตรการเหล่านี้รักษาประสิทธิภาพทางแสงในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน นอกเหนือจากการมีกำลังการผลิตของส่วนประกอบออพติคอลที่มีความแม่นยำสูงแล้วเลนส์ MG ยังมีความสามารถในการพัฒนาระบบออพติคอลที่สมบูรณ์

การถ่ายภาพแบบกระจายเป็นเทคนิคการถ่ายภาพที่สำคัญแสดงให้เห็นถึงค่าแอปพลิเคชันที่ไม่ซ้ำกันในหลาย ๆ สาขา เทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยแสงแบบดั้งเดิมเผชิญกับข้อ จำกัด เมื่อจัดการกับปัญหาต่าง ๆ เช่นการบิดเบือนของคลื่นและการเสื่อมสภาพของภาพที่เกิดจากการกระเจิง ในทางตรงกันข้ามการถ่ายภาพแบบกระจายใช้วิธีการที่เป็นนวัตกรรมโดยใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์การกระเจิงเพื่อให้ได้การถ่ายภาพผ่านสื่อกระจายหรือสื่อที่ซับซ้อนแม้จะแสดงความสามารถในการแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยม ส่วนต่อไปนี้ให้คำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับการถ่ายภาพการกระเจิงของแสง: หลักการพื้นฐานของการถ่ายภาพการกระเจิงของแสง: เมื่อแสงพบ scatterers (เช่นสื่อขุ่น, เนื้อเยื่อชีวภาพ) ในระหว่างการแพร่กระจายทิศทางของมันจะเปลี่ยนไป - ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการกระเจิง ในการถ่ายภาพการกระเจิงของแสงโฟตอนที่มีข้อมูลเป้าหมายจะถูกรบกวนจากการกระจายตัวของอนุภาคและดัชนีการหักเหของแสงภายในสื่อการกระเจิงซึ่งนำไปสู่ภาพการตรวจจับโดยตรงที่บิดเบี้ยว ตัวอย่างเช่นในสภาพหมอกที่มีหมอกการกระเจิงแสงโดยหยดน้ำทำให้เกิดการสังเกตของวัตถุ อย่างไรก็ตามการถ่ายภาพการกระเจิงแบบออพติคอลขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์และประมวลผลโฟตอนที่กระจัดกระจายเหล่านี้เพื่อสร้างภาพขึ้นใหม่ โฟตอนที่กระจัดกระจายสามารถจัดหมวดหมู่เป็น: โฟตอน Ballistic (เดินทางเกือบตรงมีข้อมูลเป้าหมายที่ชัดเจน) โฟตอนที่มีลักษณะคล้ายงู (อยู่ระหว่างการกระเจิงหลายครั้งเก็บข้อมูลเป้าหมายบางส่วน) โฟตอนกระจาย (สุ่มสูงหลังจากการกระเจิงอย่างกว้างขวาง) ประเภทโฟตอนที่แตกต่างกันมีบทบาทที่แตกต่างกันในการถ่ายภาพ เทคนิคการถ่ายภาพการกระเจิงแบบดั้งเดิมมักจะมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพการรวบรวมโฟตอน ballistic สำหรับการสร้างภาพใหม่ เทคนิคการถ่ายภาพการกระจายแสงแบบดั้งเดิม: วิธีการทั่วไปตามความพยายามในการรวบรวมโฟตอน ballistic เพื่อแยกข้อมูลเป้าหมายโดยการแยกโฟตอนเหล่านี้ออกจากแสงที่กระจัดกระจาย วิธีการเริ่มต้นใช้การออกแบบออปติคัลเฉพาะและการกำหนดค่าเครื่องตรวจจับเพื่อจัดลำดับความสำคัญของการจับโฟตอน ballistic อย่างไรก็ตามในสถานการณ์ที่ใช้งานได้จริงโฟตอน ballistic นั้นหายากและโฟตอนส่วนใหญ่ในสื่อที่กระจัดกระจายนั้นไม่ได้เป็นแบบบอลเนื่องจากการกระเจิงหลายครั้ง ดังนั้นเทคนิคดังกล่าวทำงานได้ไม่ดีในสื่อที่มีความหนาของแสงขนาดใหญ่และมีการบังคับใช้ จำกัด การถ่ายภาพการกระจายแสงแบบคำนวณ: ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการถ่ายภาพการกระจายการคำนวณได้เกิดขึ้นโดยเน้นการใช้โฟตอนที่ไม่ใช่แบบบอลในสื่อการกระเจิงหนา วิธีการสำคัญ ได้แก่ : เอฟเฟกต์หน่วยความจำออพติคอลและอัลกอริทึมการดึงเฟส: เอฟเฟกต์หน่วยความจำแบบออพติคอลอธิบายว่าสื่อการกระเจิงรักษา "หน่วยความจำ" ของแสงตกกระทบภายใต้เงื่อนไขบางประการ - การเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กในมุมการส่องสว่างหรือตำแหน่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กันในสนามที่กระจัดกระจาย การใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์นี้ด้วยอัลกอริทึมการดึงเฟสช่วยให้สามารถกู้คืนข้อมูลเฟสเป้าหมายจากเขตข้อมูลที่กระจัดกระจาย ตัวอย่างเช่นการทดลองสร้างภาพเป้าหมายขึ้นใหม่โดยเชื่อมโยงแสงที่กระจัดกระจายกับเป้าหมายผ่านเอฟเฟกต์หน่วยความจำและการแก้ข้อมูลเฟสซ้ำ ๆ วิธีนี้แสดงให้เห็นถึงสัญญาสำหรับสื่อการกระเจิงที่มีความหนาและศักยภาพในการถ่ายภาพระยะยาวและระยะยาว การถ่ายภาพการเลี้ยวเบนที่สอดคล้องกัน: เทคนิคนี้ใช้การส่องสว่างแสงที่สอดคล้องกันและอัลกอริทึมซ้ำเพื่อสร้างแอมพลิจูดเป้าหมายและเฟสจากรูปแบบการเลี้ยวเบนที่วัดได้ โดยการบันทึกความเข้มแสงที่กระจัดกระจาย (ขาดข้อมูลเฟส) อัลกอริทึมการดึงเฟสจะแก้ปัญหาซ้ำ ๆ สำหรับข้อมูลที่ขาดหายไป การถ่ายภาพการเลี้ยวเบนที่สอดคล้องกันเกินขีด จำกัด ความละเอียดแบบดั้งเดิมทำให้สามารถถ่ายภาพความละเอียดสูงของโครงสร้างจุลภาคในวัสดุด้านวัสดุและชีวการแพทย์ เครื่องยนต์วนซ้ำ Ptychographic: Ptychography สร้างภาพความละเอียดสูงขึ้นใหม่โดยการสแกนที่ทับซ้อนของภูมิภาคเป้าหมายและการประมวลผลข้อมูลความเข้มที่กระจัดกระจายซ้ำ ๆ การปรับตำแหน่งการสแกนอย่างต่อเนื่องและมุมช่วยเพิ่มการเก็บข้อมูลปรับปรุงความละเอียดและคุณภาพ วิธีนี้มีความเชี่ยวชาญในการถ่ายภาพเป้าหมายที่ไม่ใช่สปาร์สและมีคุณค่าที่สำคัญในการประยุกต์ใช้การถ่ายภาพการอภิปรายในทางปฏิบัติ เส้นทางแสงทดลองของการถ่ายภาพการกระเจิงตามเมทริกซ์การส่งแสง ความท้าทายและข้อ จำกัด : แม้จะมีความก้าวหน้าที่โดดเด่น สภาพแวดล้อมแบบไดนามิก: สื่อการกระเจิงที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว (เช่นควันไหล, เนื้อเยื่อชีวภาพแบบไดนามิก) ต้องการการประมวลผลแบบเรียลไทม์ของข้อมูลการกระเจิงที่พัฒนาขึ้นซึ่งต้องการอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพสูงและพลังงานการคำนวณ ความละเอียดและคุณภาพ: สื่อการกระเจิงหนามักจะลดคุณภาพของภาพเนื่องจากการสูญเสียข้อมูลและเสียงรบกวนจากการกระเจิงหลายครั้งนำไปสู่การเบลอหรือการบิดเบือน ความจำเพาะของสถานการณ์: เทคนิคหลายอย่างยอดเยี่ยมในเงื่อนไขเฉพาะ แต่ขาดความสามารถทั่วไปโดยจำกัดความแข็งแกร่งของพวกเขาในแอพพลิเคชั่นจริงที่หลากหลาย แอปพลิเคชัน: Biomedicine: ช่วยให้การถ่ายภาพโครงสร้างเนื้อเยื่อภายในผ่านการกระเจิงของแสงช่วยในการวินิจฉัยโรค (เช่นการตรวจจับมะเร็งระยะเริ่มต้นผ่านการวิเคราะห์แสงที่กระจัดกระจายจากเนื้อเยื่อ) การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม: อำนวยความสะดวกในการถ่ายภาพผ่านหมอกควันหรือหมอกควันเพื่อตรวจสอบแหล่งมลพิษที่อยู่ห่างไกลหรือปรากฏการณ์อุตุนิยมวิทยา การตรวจสอบอุตสาหกรรม: สนับสนุนการทดสอบวัสดุทึบแสงแบบไม่ทำลายโดยการวิเคราะห์แสงที่กระจัดกระจายเพื่อระบุข้อบกพร่องภายในเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์และความปลอดภัย

ระบบออพติคอลสามรูปแบบที่มีขนาดใหญ่ในตู้เย็นมีความสำคัญอย่างยิ่งในสนามออปติคัลโดยมีแนวโน้มการพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นความแม่นยำและความกะทัดรัด สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับเส้นทางทางเทคนิคที่สำคัญหลายอย่างซึ่งจะมีการอธิบายรายละเอียดด้านล่าง: 1. การเพิ่มประสิทธิภาพของการออกแบบระบบออปติคัลเริ่มต้น 1.1 การสร้างระบบเริ่มต้นตามทฤษฎี: การใช้ทฤษฎีความผิดปกติของเวกเตอร์และหลักการของ Fermat ช่วยให้การได้มาโดยตรงของระบบเริ่มต้นที่ไม่ได้รับการรับรองโดยตรงพร้อมคุณภาพการถ่ายภาพที่ดี ตัวอย่างเช่นเมื่อออกแบบระบบออพติคอลแบบออฟคอลแบบออฟคอร์แบบอิสระในสนามกว้างวิธีนี้จะสร้างเฟรมเวิร์กเริ่มต้นที่ต้องการการปรับให้เหมาะสมอย่างง่ายเพื่อให้ได้ระบบขั้นสุดท้ายลดความซับซ้อนในการออกแบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ 1.2 การออกแบบการขยายสนามค่อยๆ: เริ่มต้นจากฟิลด์เริ่มต้นที่เล็กกว่าฟิลด์มุมมองจะถูกขยายอย่างต่อเนื่องโดยใช้การเพิ่มความยาวเท่ากันจนกว่าจะถึงฟิลด์เต็มเป้าหมาย ในระหว่างขั้นตอนการขยายแต่ละขั้นตอนความไวของข้อผิดพลาดจะถูกคำนวณใหม่และควบคุมถึงระดับที่ต่ำกว่าขั้นตอนก่อนหน้า ตัวอย่างเช่นในการออกแบบระบบสามเมตรที่มีฟีลล์ฟีลฟิลด์แบบกว้างที่มีความไวต่อข้อผิดพลาดต่ำสนามจะค่อยๆขยายตัวในขณะที่ใช้พื้นผิวอิสระสำหรับการแก้ไขความผิดปกติเพื่อให้บรรลุเป้าหมายความไวของข้อผิดพลาดต่ำ 2. แอปพลิเคชันและการเพิ่มประสิทธิภาพของพื้นผิวอิสระ 2.1 การแก้ไขความผิดปกติของ Freeform: พื้นผิวอิสระแก้ไขความผิดปกติได้อย่างมีประสิทธิภาพในระบบนอกแกนสามดาว เมื่อแปลงจากการกำหนดค่าโคแอกเซียลเป็นนอกแกนแนะนำความผิดปกติใหม่พื้นผิวอิสระสามารถชดเชยได้ ตัวอย่างเช่นในการออกแบบระบบสามดาวที่มีขนาดกะทัดรัดด้วยการแก้ไขสายตาเอียงพื้นผิวอิสระจะชดเชยความผิดปกติที่สร้างขึ้นใหม่เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ จำกัด 2.2 การขยายสนามผ่านพื้นผิวอิสระ: ในการออกแบบระบบกว้างการปรับให้เหมาะสมแบบแอสเฟริคทั่วไปมักจะพิสูจน์ได้ไม่เพียงพอ การใช้พื้นผิวฟีลฟอร์มพหุนาม Zernike กับกระจกระดับอุดมศึกษาอย่างมีนัยสำคัญจะเพิ่มเสรีภาพในการออกแบบและขยายเขตข้อมูลการถ่ายภาพ ตัวอย่างเช่นในระบบการถ่ายภาพด้วยแสงเชิงพื้นที่วิธีการนี้บรรลุสนามทัลสูงถึง 20 ° 2.3 การบีบอัดระดับเสียงผ่านพื้นผิวอิสระ: การใช้ประโยชน์จากความสามารถในการปรับสมดุลของพื้นผิวของ Freeform Freeform และความสามารถในการบีบอัดระดับเสียงช่วยให้การออกแบบระบบสามเมตรขนาดกะทัดรัดขนาดกะทัดรัด นำโดยทฤษฎีความผิดปกติของปมระหว่างการปรับให้เหมาะสมและตามกฎการเพิ่มประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจงระบบที่มีขนาดกะทัดรัดสามารถรับรู้ได้ 3. การเพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็นและการหยุดความเย็น 3.1 เครื่องตรวจจับตู้เย็นและการกำหนดค่าหยุดเย็น: ในระบบสามดาวฤกษ์อินฟราเรดที่แช่เย็นโดยใช้การหยุดเย็นของเครื่องตรวจจับเนื่องจากรูรับแสงหยุดได้รับประสิทธิภาพการหยุดเย็น 100% การใช้งานตัวอย่างแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบที่สำคัญ 3.2 การถ่ายภาพกระจกของรูรับแสงหยุด: การถ่ายภาพรูรับแสงหยุดที่ตำแหน่งกระจกหลักผ่านกระจกรองและระดับตติยภูมิช่วยลดขนาดกระจกหลักอย่างมากในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพการออกแบบที่มีขนาดกะทัดรัด 4. การจัดตำแหน่งระบบและการควบคุมความแม่นยำ 4.1 การวิเคราะห์ความโค้งและการชดเชยภาคสนาม: ขึ้นอยู่กับทฤษฎีความผิดปกติของคลื่นเวกเตอร์การวิเคราะห์ลักษณะความโค้งของสนามในระหว่างสถานะการจัดตำแหน่งเล็ก ๆ ช่วยให้สามารถชดเชยผ่านการเอียงระนาบโฟกัส การศึกษาแบบจำลองชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณย่อยและความแม่นยำในการจัดตำแหน่งกระจกแจ้งขั้นตอนการจัดตำแหน่งที่ดีที่สุดเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการถ่ายภาพ 4.2 การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการจัดตำแหน่ง: การปรับแต่งอย่างต่อเนื่องของวิธีการจัดตำแหน่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความแม่นยำ ตัวอย่างเช่นการทดสอบกล้อง MTF สำหรับลักษณะความโค้งของสนามและการชดเชยผ่านการปรับการเอียงของระนาบโฟกัสช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ MTF ของ Edge-Field ในทุกฟิลด์ 5. การสร้าง ToolPath และการเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือน 5.1 การวางแผนเส้นทางขัดเงาฟรี: มีการเสนอวิธีการสร้างเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตกระจกแบบอิสระ สำหรับกระจกระดับประถมศึกษาและระดับตติยภูมิในระบบนอกแกนกลยุทธ์การขัดด้วย NURBS (ศูนย์กลางวงกลม, เส้นทางกึ่งพึ่งพากันและเกลียว) ด้วยการวิเคราะห์ท่าทางของเครื่องมือทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำในการตัดเฉือน 5.2 การจับคู่อุปกรณ์กระบวนการ: การเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องของกระบวนการตัดเฉือนรวมกับอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงช่วยเพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพการผลิตพื้นผิวที่มีรูปแบบอิสระซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบออพติคอลโดยรวม

การออกแบบวัตถุประสงค์ ความเข้ากันได้กับเครื่องตรวจจับรูปแบบขนาดใหญ่: ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการตรวจจับระยะไกลอินฟราเรดที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษระบบออปติคัลจะต้องได้รับการออกแบบเพื่อรองรับความต้องการการถ่ายภาพความละเอียดสูงเช่นเครื่องตรวจจับอินฟราเรดขนาดใหญ่ที่มีความละเอียด 4K ประสิทธิภาพการหยุดเย็นสูง: ใช้การหยุดเย็นของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดที่เย็นลงเนื่องจากการหยุดรูรับแสงของระบบโดยมีจุดประสงค์เพื่อประสิทธิภาพการหยุดเย็น 100% เพื่อเพิ่มความสามารถในการรวบรวมรังสีของเครื่องตรวจจับและปรับปรุงคุณภาพการถ่ายภาพ มุมมองกว้าง (FOV) และการกำหนดค่าที่ไม่มีสิ่งกีดขวาง: บรรลุช่วงการสังเกตที่กว้างขึ้นในขณะที่หลีกเลี่ยงการสูญเสียแสงและแสงจ้าที่เกิดจากสิ่งกีดขวางทำให้มั่นใจได้ว่าการถ่ายภาพความสมบูรณ์และความชัดเจน คุณภาพการถ่ายภาพที่เหนือกว่า: ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนการมอดูเลตของระบบ (MTF) จะต้องเป็นไปตามเกณฑ์ที่ระบุในมุมมองทั้งหมดเพื่อรับประกันการถ่ายภาพที่คมชัดสำหรับการใช้งานจริง การกำหนดค่าโครงสร้าง การรวมกันของกระจก: โครงสร้างการถ่ายภาพทุติยภูมิมักจะใช้กระจกทรงกลมที่สม่ำเสมอหนึ่งและกระจกสองตัว การกำหนดค่านี้แก้ไขความผิดปกติและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นกระจกเงาหลักใช้พื้นผิวที่เป็นแผ่นดินไหวที่สม่ำเสมอในขณะที่กระจกรองและระดับตติยภูมิใช้พื้นผิวฟีฟฟิฟฟอร์มแบบพหุนาม XY ความยืดหยุ่นของพื้นผิวอิสระช่วยให้สามารถแก้ไขความผิดปกติที่เกิดขึ้นภายใต้ FOV ขนาดใหญ่ รูรับแสงหยุดและออกจากรูม่านตา: นักเรียนทางออกที่แท้จริงอยู่ในแนวเดียวกันกับการหยุดเย็นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการหยุดเย็น 100% ในการออกแบบบางอย่างกระจกรองและตติยภูมิจะหยุดรูรับแสงเข้าสู่ตำแหน่งของกระจกหลักไม่เพียง แต่บรรลุเป้าหมายประสิทธิภาพการหยุดเย็น แต่ยังช่วยลดรูรับแสงของกระจกหลักอย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มประสิทธิภาพความกะทัดรัดของระบบ เทคโนโลยีสำคัญ การประยุกต์ใช้พื้นผิวอิสระ: พื้นผิวอิสระมีบทบาทสำคัญในการขยาย FOV และการแก้ไขความผิดปกติ ยกตัวอย่างเช่นพื้นผิวฟีลฟอร์มแบบพหุนาม XY บนกระจกรองและตติยภูมิช่วยให้การปรับเส้นทางแสงที่ยืดหยุ่นเพื่อชดเชยความผิดปกติภายใต้ FOV ขนาดใหญ่ทำให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพการถ่ายภาพสูงในทุกสาขา การออกแบบ Athermalization: จัดการกับผลกระทบของความผันผวนของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมต่อคุณภาพการถ่ายภาพผ่านการทำให้เป็นลม ตัวอย่างเช่นตรวจสอบให้แน่ใจว่า MTF ในทุกสาขายังคงสูงกว่าเกณฑ์ภายในช่วงอุณหภูมิ -40 ° C ถึง 60 ° C รับประกันประสิทธิภาพที่มั่นคงภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันและปรับปรุงการปรับตัวของระบบและความน่าเชื่อถือ การแก้ไขความผิดปกติ: นอกเหนือจากการแก้ไขพื้นผิวแบบอิสระแล้วให้ปรับเค้าโครงและพารามิเตอร์ของระบบออปติคัลให้เหมาะสมสำหรับการควบคุมความผิดปกติที่ครอบคลุม เทคนิคต่าง ๆ เช่นทฤษฎีความผิดปกติของเวกเตอร์และหลักการของ Fermat ใช้ในการสร้างระบบฟรีฟอร์มที่ไม่มีสิ่งกีดขวางเริ่มต้นด้วยคุณภาพการถ่ายภาพที่ดีตามด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อลดความซับซ้อนในการออกแบบและเพิ่มการแก้ไข ตัวอย่างการออกแบบ ระบบที่ออกแบบโดย Qian Zhuang, Mo Yan, Fan Rundong, et al. ทำหน้าที่เป็นกรณีที่ใช้งานได้จริง ด้วยความยาวโฟกัส 150 มม. ทำงานในช่วงความยาวคลื่น 1.5–5 μm, หมายเลข F 5 และ 30 °× 25 ° FOV ระบบใช้กระจกทรงกลมที่เป็นเส้นเลือดใหญ่และมิเรอร์ฟอเรสต์ MTF ที่ 25 lp/mM เกิน 0.4 ในทุกสาขาตรงตามข้อกำหนดการถ่ายภาพของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดขนาดใหญ่ การออกแบบนี้ประสบความสำเร็จในการกำหนดค่า FOV ที่กว้างการกำหนดค่าที่ไม่มีสิ่งกีดขวางคุณภาพการถ่ายภาพสูงและความเข้ากันได้กับเครื่องตรวจจับรูปแบบขนาดใหญ่ตรวจสอบประสิทธิภาพของวิธีการที่เสนอ บทสรุป การออกแบบระบบออพติคอลแบบปิดแกนสามรูปแบบขนาดใหญ่ที่เย็นจัดต้องมีการพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงหลายปัจจัย ด้วยการเลือกการกำหนดค่าโครงสร้างที่เหมาะสมการใช้เทคโนโลยีที่สำคัญและการปรับให้เหมาะสมผ่านตัวอย่างที่ใช้งานได้จริงระบบสามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับความละเอียดสูงและการตรวจจับระยะไกลอินฟราเรดกว้าง ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องล่วงหน้าระบบออพติคอลดังกล่าวคาดว่าจะมีบทบาทมากขึ้นในสาขาที่หลากหลายโดยมีการออกแบบในอนาคตที่พัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นความแม่นยำและความกะทัดรัด

บทนำ: ข้อกำหนดการพัฒนาสำหรับระบบออปติคัลอวกาศ ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการสังเกตการณ์ของโลกอวกาศทั้งแอพพลิเคชั่นทางทหารและพลเรือนต้องการระบบออพติคอลที่บรรลุความท้าทายสองอย่างพร้อมกัน: การถ่ายภาพความละเอียดสูงที่มีความแตกต่างกันอย่างใกล้ชิดในช่วงสเปกตรัมกว้าง (เช่น 0.65–0.75 μm) กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบดั้งเดิมแม้ว่าจะสามารถแก้ไขความผิดปกติได้ผ่านการกำหนดค่าหลายกระจกและการออกแบบที่เป็นหนวก แต่ต้องเผชิญกับคอขวดที่สำคัญเช่นความต้องการความแม่นยำของพื้นผิวกระจกหลักดีกว่าλ/20 (วงดนตรีที่มองเห็นได้) และความยากลำบากในการควบคุมการเปลี่ยนรูปแบบ ข้อ จำกัด เหล่านี้เพิ่มความซับซ้อนและต้นทุนการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ การพัฒนาทางเทคนิค: นวัตกรรมเสริมฤทธิ์กันของเลนส์การเลี้ยวเบนและระบบสะท้อนแสง 1. หลักการออกแบบ ความท้าทายหลักในการออกแบบกล้องโทรทรรศน์แบบกระจายอยู่ในการกระจายตัวขององค์ประกอบการเลี้ยวเบนที่แข็งแกร่งซึ่งสามารถโฟกัสแสงได้อย่างแม่นยำภายในช่วงสเปกตรัมที่แคบมาก เพื่อเปิดใช้งานการใช้งานบรอดแบนด์ของเลนส์ diffractive การแก้ไขความผิดปกติของสีเป็นสิ่งจำเป็น โดยทั่วไปแล้วเลนส์การหักเหของแสงทั่วไปจะใช้โครงสร้างซีเมนต์ที่รวมแว่นตาที่มีคุณสมบัติการกระจายตัวที่แตกต่างกันเพื่อแก้ไขความผิดปกติของสีในช่วงสเปกตรัมเฉพาะ อย่างไรก็ตามวิธีการนี้ไม่สามารถนำไปใช้โดยตรงกับเลนส์ diffractive เนื่องจากองค์ประกอบการเลี้ยวเบนทั้งหมดแบ่งปันลักษณะการกระจายตัวที่เหมือนกัน - เช่นจำนวน Abbe ขององค์ประกอบการเลี้ยวเบนนั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นเท่านั้น: v0 = λ0/（λ1-λ2) 2. วัตถุประสงค์การเลี้ยวเบนแบบระนาบ: แกนเบา เลนส์ diffractive ระนาบที่มีโครงสร้างบรรเทาไมครอนทำหน้าที่เป็นวัตถุประสงค์ซึ่งรวมเข้ากับสารตั้งต้นแบบบางเฉียบ (ความหนารวม <20 μM) สิ่งนี้ช่วยให้การออกแบบที่มีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษพร้อมรูรับแสงขนาด 1,000 มม. ความยาวโฟกัส 8 ม. (F/#= 100) เมื่อเปรียบเทียบกับตัวสะท้อนแสงแบบดั้งเดิมมวลจะลดลงมากกว่า 80%และความทนทานต่อพื้นผิวจะผ่อนคลายเป็นλ/5 ลดความยากลำบากในการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ การออกแบบแบบส่งผ่านจะยกเลิกความล่าช้าของเส้นทางสองพื้นผิวการแสดงผลรูปพื้นผิวที่ไม่สำคัญต่อความแตกต่างของเส้นทางแสง-ทำลายข้อ จำกัด ที่แม่นยำของระบบสะท้อนแสงทั่วไป 3. ช่องมองภาพสามแกนนอกแกน: การแก้ไขสีและความกะทัดรัด ระบบปิดแกนสามแกนโคแอกซีที่มีพื้นผิวแอสเฟริคกรวยช่วยลดข้อผิดพลาดการจัดตำแหน่ง การชดเชยพื้นผิวแบบกระจายแบบบูรณาการได้รับการแก้ไขสีเต็มรูปแบบใน 0.65–0.75 μmภายใน 0.02 °× 0.035 °มุมมอง (FOV) โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางสปอต <8 μm ระบบส่งมอบ MTF> 0.5 ที่ความถี่เชิงพื้นที่ 30 LP/MM ซึ่งเป็นประสิทธิภาพการถ่ายภาพที่ จำกัด การเลี้ยวเบน การตรวจสอบทางเทคนิคที่สำคัญ ความครอบคลุมทางสเปกตรัม: ประสิทธิภาพที่ไม่มีสีทั่วแถบต่อเนื่อง 0.65–0.75 μm ความละเอียด: MTF> 0.5 ที่ 30 lp/mm การจัดตำแหน่งความอดทน: ข้อกำหนดความแม่นยำของพื้นผิวกระจกลดลงเหลือλ/5 ความสามารถในการปรับขนาด: การออกแบบเลนส์ diffractive ฮาร์มอนิกอาจขยายความครอบคลุมไปยังสเปกตรัมเต็มรูปแบบ (การวิจัยอย่างต่อเนื่อง) การพัฒนาในอนาคต การออกแบบในปัจจุบันถูก จำกัด ด้วยรูรับแสงแว่นตาส่งผลให้ FOV ขนาดเล็ก (0.02 °× 0.035 °) เส้นทางการเพิ่มประสิทธิภาพรวมถึง: วัตถุประสงค์การเลี้ยวเบนแบบฮาร์มอนิก: ขยายแบนด์วิดท์การทำงานเป็น 0.5–1.2 μm การรวมกระจกฟรีฟอร์ม: ขยาย FOV เป็น 0.1 °× 0.15 ° การออกแบบออปติคัลแบบแยกส่วน: เปิดใช้งานการจัดตำแหน่งที่มีประสิทธิภาพสำหรับระบบเอATERMER บทสรุป โซลูชันกล้องโทรทรรศน์ที่กระจายความแตกต่างนี้จะช่วยแก้ไขความขัดแย้งที่ยาวนานระหว่างการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาและความละเอียดสูงในระบบออปติคัลอวกาศผ่านการบูรณาการที่เป็นนวัตกรรมของวัตถุประสงค์การเลี้ยวเบนระนาบและช่องมองภาพนอกแกนสามดาว มันมีเส้นทางทางเทคนิคที่มีศักยภาพสำหรับดาวเทียมสังเกตการณ์โลกรุ่นต่อไปการสำรวจพื้นที่ลึกและภารกิจที่เกี่ยวข้อง ด้วยความต้องการความทนทานต่อพื้นผิวที่ผ่อนคลายและสถาปัตยกรรมแบบแยกส่วนการออกแบบช่วยลดค่าใช้จ่ายในการผลิตได้อย่างรวดเร็วเร่งการใช้งานที่ปรับขนาดได้ของระบบออปติคัลพื้นที่ที่มีความแม่นยำสูง

I. คุณสมบัติของวัสดุที่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ ความสามารถในการกลึงที่ยอดเยี่ยม: อลูมิเนียมแสดงถึงความสามารถในการกลึงที่โดดเด่นทำให้สามารถผลิตโครงสร้างเครื่องมือทั้งหมดรวมถึงส่วนประกอบแสงจากวัสดุเดียวกัน สิ่งนี้จะช่วยลดปัญหาการเยื้องศูนย์ด้วยแสงที่อุณหภูมิต่ำ ในภารกิจอินฟราเรดอวกาศการระบายความร้อนเครื่องมือทั้งหมดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการยับยั้งพื้นหลังอินฟราเรดและสัญญาณรบกวนของเครื่องตรวจจับ ลักษณะของกระจกอลูมิเนียมนี้ทำให้พวกเขาได้เปรียบอย่างมีนัยสำคัญในการผลิตดาวเทียมดาราศาสตร์อินฟราเรดในอนาคต ค่าการนำความร้อนที่ดี: การนำความร้อนสูงของอลูมิเนียมช่วยให้การกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพจากส่วนประกอบออปติคัลรักษาเสถียรภาพอุณหภูมิต่ำ สำหรับกล้องโทรทรรศน์แสงอาทิตย์อินฟราเรดขนาดใหญ่วัสดุกระจกที่มีค่าการนำความร้อนที่ดีสามารถลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวกระจกและอากาศโดยรอบ นอกจากนี้กระจกอลูมิเนียมขัดเงาสำหรับความยาวคลื่นอินฟราเรดค่อนข้างตรงไปตรงมาทำให้กระจกโลหะราคาถูก (เช่นอลูมิเนียม) เป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงสำหรับกระจกหลัก ii. ประสิทธิภาพทางแสงตรงตามข้อกำหนด ความแม่นยำของพื้นผิวสูง: กระจกอลูมิเนียมที่ผลิตผ่านการตัดเฉือนความแม่นยำเป็นพิเศษแสดงค่า Wavefront Error (WFE) ที่ตรงตามข้อกำหนดของภารกิจอินฟราเรดอวกาศ ตัวอย่างเช่นการวัดตามความหนาแน่นของสเปกตรัมพลังงานยืนยันว่าความแม่นยำของพื้นผิวของกระจกอลูมิเนียมเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับเครื่องมือ Spica Coronagraph เมื่อรวมเข้ากับระบบออพติคอล WFE ทั้งหมดจะอยู่ที่ 33 นาโนเมตร (RMS) โดยแต่ละกระจกมีส่วนร่วม 10-20 μm (RMS) ในภูมิภาคส่วนกลาง 14 มม. การสะท้อนแสงที่เหมาะสำหรับการสังเกตพื้นที่: กระจกอลูมิเนียมให้การสะท้อนแสงที่เพียงพอในแถบเฉพาะสำหรับดาราศาสตร์อินฟราเรดอวกาศ ในภารกิจเรือธงนาซ่าที่มีศักยภาพเช่น Luvoir อลูมิเนียมเป็นสารเคลือบสะท้อนแสงที่ต้องการสำหรับกล้องโทรทรรศน์บรอดแบนด์ เพื่อเพิ่มการสะท้อนแสงให้สูงสุดในช่วงสเปกตรัมที่กว้างพื้นผิวอลูมิเนียมจะต้องยังคงไม่ได้ออกซิไดซ์ (ปราศจากชั้นออกไซด์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นในอากาศ) ทำให้ครอบคลุมวงดนตรี 11–15 EV iii. เสถียรภาพสูง การรักษารูปร่างพื้นผิวที่อุณหภูมิอุณหภูมิแช่แข็ง: กระจกอลูมิเนียมที่ปรับให้เหมาะสมแสดงให้เห็นถึงความเสถียรที่เพียงพอในการรักษารูปร่างพื้นผิวภายใต้สภาวะแช่แข็ง การสร้างแบบจำลององค์ประกอบไฟไนต์ทำนายการลดแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงข้อผิดพลาดในการติดตั้งและการเปลี่ยนรูปแบบแช่แข็งตรวจสอบผ่านการทดสอบอุณหภูมิห้องและการแช่แข็ง ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแรงโหลดล่วงหน้ามีอำนาจเหนือการเปลี่ยนแปลงรูปร่างพื้นผิวโดยมีการเสียรูปรวมที่ 100 K การประชุมตามข้อกำหนดทางแสง บทสรุป กระจกอลูมิเนียมนำเสนอข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับเลนส์ระบายความร้อนในดาวเทียมดาราศาสตร์อินฟราเรดในอนาคตรวมถึงความสามารถในการใช้กลไกที่ยอดเยี่ยมค่าการนำความร้อนประสิทธิภาพการใช้แสงและความเสถียร คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้อลูมิเนียมสะท้อนให้เห็นอย่างมากสำหรับการสังเกตการณ์อินฟราเรดตามอวกาศ กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพ 1. กระบวนการบำบัดพื้นผิวที่เพิ่มขึ้น การเพิ่มการสะสมของพลาสมาปฏิกิริยาพลาสมาที่มีปฏิกิริยา: การสะสมฟิล์มหลายชั้นHFO₂/SIO₂บนพื้นผิวอลูมิเนียมแบบเพชร (SPDT) ที่เปลี่ยนไป (SPDT) วิธีนี้ได้รับเกณฑ์ความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์ (LIDT) จาก 11 J/cm²ที่ 1,064 นาโนเมตร การผลิตที่มีความแม่นยำสูง: เทคโนโลยี SPDT ผลิตพื้นผิวเกรดออพติคอลที่มีความขรุขระ 8-13 นาโนเมตรและความแม่นยำในรูปแบบ0.28λ (λ = 632 นาโนเมตร) การคัดเลือกเลเซอร์การละลาย (SLM) ของกระจกอัลลอยอลูมิเนียม Alsi10MG รวมกับ SPDT ช่วยให้ออพติกพื้นที่ที่มีน้ำหนักเบาและมีความแม่นยำสูง 2. การลดข้อบกพร่อง การควบคุมอนุภาคพื้นผิว: ความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์มักเกิดจากข้อบกพร่องเป็นก้อนกลมที่เกิดจากอนุภาคที่ฝังตัว การควบคุมคุณภาพพื้นผิวของพื้นผิวอย่างเข้มงวดช่วยลดข้อบกพร่องเหล่านี้ การวิเคราะห์กลไกความเสียหาย: การสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) เผยให้เห็นสัณฐานวิทยาความเสียหายของเลเซอร์, แนวทางกลยุทธ์การบรรเทาข้อบกพร่อง 3. การสะท้อนแสงสเปกตรัมที่เพิ่มขึ้นและความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม โครงสร้างฟิล์มหลายชั้น: HFO₂/SIO₂ Multilayers ช่วยเพิ่มการสะท้อนแสงสเปกตรัมความต้านทานเลเซอร์และความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมจาก UV ถึงอินฟราเรดคลื่นกลาง การทดสอบ LIDT ทำนายเกณฑ์สำหรับกระบวนการความเสียหาย การเคลือบอลูมิเนียม: การเคลือบอลูมิเนียมช่วยลดการกระเจิงของพื้นผิวเป็น <20 Å RMS (เช่นกระบวนการ VQ ของ C. Elcan) และปรับปรุงความมั่นคงด้านสิ่งแวดล้อม 4. การออกแบบและการผลิตที่เหมาะสมที่สุด การออกแบบที่เข้ากันได้กับ Cryogenic: ความสามารถในการกลั่นแกล้งของอลูมิเนียมช่วยให้โครงสร้างเครื่องมือเสาหินลดการเยื้องศูนย์ การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดของ WFE สำหรับภารกิจอวกาศ กระจกประสิทธิภาพสูงที่พิมพ์ด้วย 3D: การออกแบบที่ได้รับแรงบันดาลใจจากโทโพโลยี, การออกแบบที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการเติมผ้าตาข่าย tetrahedral ลดน้ำหนักลดน้ำหนักและปรับปรุงความแข็ง/วิธีการเมื่อเทียบกับวิธีการขุดเจาะแบบดั้งเดิม บทสรุป ผ่านการรักษาพื้นผิวที่ได้รับการปรับปรุงการควบคุมข้อบกพร่องการเคลือบที่เพิ่มขึ้นและการผลิตขั้นสูง (เช่นการพิมพ์ 3 มิติ) กระจกอลูมิเนียมช่วยให้ความต้านทานเลเซอร์ที่ดีขึ้นและเสถียรภาพด้านสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้น

แอปพลิเคชันใน coronagraphs: สำหรับการสังเกต coronagraphic ทางดาราศาสตร์อินฟราเรดในอนาคตกระจกอลูมิเนียมจะถูกใช้ใน coronagraphs การสังเกตระหว่างบรอดแบนด์กลางอินฟราเรดในอวกาศต้องใช้เลนส์สะท้อนแสงที่เย็นลงในขณะที่ coronagraphy ต้องการส่วนประกอบแสงที่มีความแม่นยำสูง ตัวอย่างเช่น coronagraph ในขั้นต้นที่เสนอสำหรับโครงการดาวเทียมดาราศาสตร์อินฟราเรดรุ่นต่อไป Spica (SCI: เครื่องมือ Spica Coronagraph) เกี่ยวข้องกับการผลิตและการประเมินผลของระบบออปติคัลซึ่งประกอบด้วยกระจกอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำสูง ทำการทดลองการสาธิตแสงแบบ coronagraphic ด้วยหน้ากาก coronagraph ขั้นแรกให้วัดข้อผิดพลาดของคลื่น (WFE) ของกระจกอลูมิเนียมโดยใช้เครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ HE-NE เพื่อยืนยันว่าความหนาแน่นสเปกตรัมพลังงานของข้อกำหนดของ WFE Met Sci ต่อจากนั้นกระจกถูกรวมเข้ากับระบบแสงและประสิทธิภาพโดยรวมของระบบได้รับการประเมิน WFE ทั้งหมดของส่วนประกอบออปติคัลคาดว่าจะอยู่ที่ 33 นาโนเมตร (RMS) โดยแต่ละกระจกมีส่วนร่วม 10-20 นาโนเมตร (RMS) ไปยังบริเวณส่วนกลาง 14 มม. ของส่วนประกอบออปติคัล ความแตกต่างของ 10−5.4 10−5.4 ทำได้สำหรับ coronagraph ในแสงที่มองเห็นได้ ขึ้นอยู่กับการคำนวณแบบจำลองและประสิทธิภาพการใช้แสงที่วัดได้ระบบการถ่ายภาพ coronagraphic จะถูกคาดการณ์เพื่อให้ได้ความคมชัดประมาณ 10−7 10−7 ที่ความยาวคลื่น 5 µm แอปพลิเคชันในภารกิจ Ariel: ภารกิจการตรวจจับอินฟราเรดอินฟราเรดขนาดใหญ่ (การสำรวจระยะไกลจากระยะไกล) อธิบายการออกแบบการวิเคราะห์และการพัฒนากระจกต้นแบบอลูมิเนียมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1 เมตรสำหรับกล้องโทรทรรศน์ European Space Agency (ESA) ได้เลือก Ariel เป็นภารกิจวิทยาศาสตร์ระดับปานกลาง (M4) ต่อไปซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2028 ภารกิจมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบที่เลือก น้ำหนักบรรทุกจะขึ้นอยู่กับกล้องโทรทรรศน์ 1 เมตรนำหน้าด้วยชุดเครื่องมือ การกำหนดค่ากล้องโทรทรรศน์ถูกกำหนดให้เป็นการออกแบบ cassegrain แบบคลาสสิกที่มีนักเรียนแปลกประหลาดเค้าโครงสองเมตรและกระจกพาราโบลานอกแกนสามแกน การวิเคราะห์การแลกเปลี่ยนได้ดำเนินการสำหรับวัสดุในการประดิษฐ์กระจกหลัก 1 เมตร (M1) และอัลลอยอลูมิเนียมถูกเลือกเป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับทั้งกระจกกล้องโทรทรรศน์และโครงสร้าง วันนี้โลหะเช่นโลหะผสมอลูมิเนียมมักถูกพิจารณาสำหรับการผลิตกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทำงานในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรด การผลิตกระจกอลูมิเนียมขนาดใหญ่เช่นเดียวกับ Ariel นั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายและโปรแกรมการวิจัยและพัฒนาโดยเฉพาะได้เริ่มต้นขึ้นเพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ กระจกต้นแบบมีขนาดเท่ากันกับโมเดลการบิน M1 แต่มีโปรไฟล์พื้นผิวที่ง่ายกว่าได้รับการประดิษฐ์และทดสอบ การใช้งานในดาวเทียมดาราศาสตร์อินฟราเรดในอนาคต: เลนส์เย็นสำหรับภารกิจอินฟราเรดอวกาศ: สำหรับภารกิจอินฟราเรดอวกาศการระบายความร้อนเครื่องมือทั้งหมดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการยับยั้งพื้นหลังอินฟราเรดและสัญญาณรบกวนของเครื่องตรวจจับ ในบริบทนี้อลูมิเนียมเหมาะสำหรับเลนส์แช่แข็งเนื่องจากความสามารถในการกลึงที่ยอดเยี่ยมช่วยให้วัสดุเดียวกันสามารถใช้สำหรับโครงสร้างเครื่องมือทั้งหมดรวมถึงส่วนประกอบทางแสงซึ่งจะช่วยลดการจัดแนวแสงที่อุณหภูมิต่ำ กระจกอลูมิเนียมถูกประดิษฐ์ผ่านการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงและวัดความผิดพลาดของคลื่น (WFE) โดยใช้ fizeau interferometer ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสเปกตรัมพลังงานของ WFE ความแม่นยำของพื้นผิวของกระจกทั้งหมดได้รับการยืนยันว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของเครื่องมือ Spica Coronagraph กระจกถูกรวมเข้ากับระบบออปติคัลและคุณภาพของภาพของระบบได้รับการตรวจสอบโดยใช้เลเซอร์ออปติคัล WFE ทั้งหมดถูกประเมินว่าเป็น 33 nm (RMS) ตามอัตราส่วน strehl ซึ่งสอดคล้องกับค่า WFE ที่ได้จากการวัดกระจกแต่ละตัว แอปพลิเคชันในเลนส์แช่แข็งกลางอินฟราเรด: ข้อ จำกัด การเสียรูปและการป้องกันการกัดกร่อน: ในเครื่องมือกลางอินฟราเรดกระจกอลูมิเนียมเคลือบทองจะใช้สำหรับเลนส์แช่แข็ง ในการประเมินการเสียรูปที่เกิดจากการหดตัวของความร้อนของกระจกอลูมิเนียมการวัดการตรวจสอบพื้นผิวได้ดำเนินการในระหว่างรอบการระบายความร้อนจากอุณหภูมิห้องเป็น 100 เคผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าผลการเสียรูปลดลงเหลือหนึ่งในสี่เมื่อกระจกถูกยึดด้วยเครื่องซักผ้าสปริง นอกจากนี้ยังมีการสำรวจวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของกระจก ตัวอย่างหลายตัวอย่างถูกเตรียมโดยเงื่อนไขการเคลือบที่แตกต่างกันเช่นการแทรกเลเยอร์ฉนวนสร้างการเคลือบผิวที่มีความชื้นหลายชั้นหรือทำการทำความสะอาดอย่างแม่นยำก่อนการเคลือบ การทำความสะอาดที่แม่นยำก่อนที่จะฝากชั้นทองและครอบคลุมด้วยชั้นป้องกัน SIO ที่พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการยับยั้งการกัดกร่อนของอลูมิเนียม กระจกที่ถูกครอบงำด้วย SIO รอดชีวิตจากการทดสอบการระบายความร้อนสำหรับการใช้งานกลางอินฟราเรดซึ่งแสดงการลดการสะท้อนแสงประมาณ 1% ในช่วง 6-25 ไมโครเมตรเมื่อเทียบกับกระจกชุบทองที่ไม่เคลือบผิว แอปพลิเคชันในเลนส์เลเซอร์อินฟราเรด: การผลิตเลเซอร์ที่ทนทานและมีความเสถียรต่อสิ่งแวดล้อมอิเล็กทริกที่เพิ่มขึ้นของกระจก IR: HFO 2 2 /SIO 2 2 Multilayers ถูกฝากไว้ในพื้นผิวอลูมิเนียมเพชรที่หันผ่านผ่านการสะสมของพลาสมาไอออนแบบรีแอกทีฟไอออนที่ปรับเปลี่ยนเพื่อสร้างกระจกอิเล็กทริกอิเล็กทริกที่มีความยาวคลื่น ผลกระทบของคุณภาพพื้นผิวของอลูมิเนียมเพชรที่หันไปใช้ต่อประสิทธิภาพการใช้แสงของกระจกอิเล็กทริกที่เพิ่มขึ้น เกณฑ์ความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์ (LIDT) สูงถึง 11 J/cm 2 2 ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นสำหรับกระจกอลูมิเนียมที่ได้รับการทดสอบในโหมดพัลซิ่งที่ 1064 นาโนเมตรด้วยระยะเวลาพัลส์ 20 ns และอัตราการทำซ้ำ 20 เฮิร์ตซ์ สัณฐานวิทยาความเสียหายของเลเซอร์ถูกเปิดเผยโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) กลไกความเสียหายเกิดจากข้อบกพร่องของปมที่เกิดจากอนุภาคที่ฝังอยู่ในพื้นผิวพื้นผิวอลูมิเนียม

ในการแสวงหามนุษยชาติเพื่อพิชิตท้องฟ้าและสำรวจจักรวาลเทคโนโลยีการถ่ายภาพเป็นเครื่องมือหลักในการผลักดันขอบเขตของความรู้ ตั้งแต่กล้องฟิล์มยุคแรกไปจนถึงการตรวจจับควอนตัมตั้งแต่เลนส์ทรงกลมขนาดใหญ่ไปจนถึงระบบออปติคัลเมตาเซิร์ฟเฟซการก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีทุกครั้งได้รับการขับเคลื่อนโดยการปฏิวัติการปฏิวัติในส่วนประกอบออปติคัล ในฐานะผู้นำในการผลิตกระจกทรงอัจฉริยะ บริษัท ของเรามุ่งมั่นที่จะเพิ่มขีดความสามารถในการพัฒนาด้านการบินและอวกาศด้วยโซลูชั่นแสงที่ทันสมัยทำให้ลูกค้าของเราสามารถจับภาพที่ชัดเจนและแม่นยำยิ่งขึ้น "เข้าสู่จักรวาล" I. ยุคภาพยนตร์: การเริ่มต้นด้วยแสงและขีด จำกัด ของเลนส์ทรงกลม (ก่อนศตวรรษที่ 20-1940s) ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 การกำเนิดของการถ่ายภาพทางอากาศเปิดโลกครั้งแรกของมนุษยชาติ กล้องลาดตระเวนในช่วงต้นขึ้นอยู่กับเลนส์ทรงกลมแบบดั้งเดิม แต่การถ่ายภาพของพวกเขาได้รับความทุกข์ทรมานจากความผิดปกติของทรงกลมการบิดเบือนสีและการออกแบบขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น "Pigeon Cameras" ยุคสงครามโลกครั้งที่หนึ่งประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาเพียงไม่กี่เมตรไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการลาดตระเวนสนามรบได้ ii. อายุอวกาศ: การเพิ่มขึ้นของกระจกทรงกลม (1950s - 2000s) ในขณะที่การแข่งขันอวกาศเร่งความเร็วเทคโนโลยีออพติคอลทรงอัจฉริยะก็ประสบความสำเร็จในการพัฒนาครั้งสำคัญ กระจกทรงกลมด้วยการออกแบบพื้นผิวแบบอิสระของพวกเขากำจัดความผิดปกติของทรงกลมและปรับปรุงคุณภาพการถ่ายภาพและประสิทธิภาพของระบบอย่างมาก: การตรวจจับระยะไกลจากดาวเทียม: ดาวเทียม Landsat-1 1972 ที่ติดตั้งออพติกอัจฉริยะเปิดใช้งานการถ่ายภาพแบบหลาย 80 เมตรเมตรความละเอียด กล้องโทรทรรศน์อวกาศ: กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลปี 1990 ซึ่งมีกระจกชั้นหนึ่งที่มีความร้อนสูง 2.4 เมตรเจาะผ่านการรบกวนในบรรยากาศเพื่อจับภาพอวกาศลึกที่เป็นสัญลักษณ์เช่น "เสาหลักแห่งการสร้าง" การเขียนความเข้าใจทางดาราศาสตร์ iii. ยุคดิจิตอล: การพัฒนาแบบคู่ในการแก้ปัญหาและน้ำหนักเบา (2000s - 2020s) ความต้องการยานอวกาศขนาดเล็กในศตวรรษที่ 21 และการสำรวจพื้นที่ลึกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระบบออปติคัลด้วยกระจกทรงอัจฉริยะที่เกิดขึ้นเป็นมาตรฐานสำหรับข้อดีของ "ความแม่นยำสูง + น้ำหนักเบา" ของพวกเขา: โพรบพื้นที่ลึก: ส่วนประกอบออปติคัลของ Mars Curiosity Rover เปิดใช้งานการถ่ายภาพพื้นผิว 1600 × 1200 พิกเซลและการวิเคราะห์สเปกตรัมหินช่วยค้นหาสัญญาณของชีวิต ดาวเทียมเชิงพาณิชย์: ดาวเทียม WorldVIEW-4 ใช้กระจกหน้าจอมดลูกขนาด 1.1 เมตรเพื่อให้บรรลุความละเอียด 0.31 เมตร การถ่ายภาพเสียงพึมพำ: กระจกทรงกลมที่มีน้ำหนักเบาช่วยลดน้ำหนักน้ำหนักบรรทุกของเสียงพึมพำโดรนที่มีน้ำหนักเพิ่มขึ้น 40%ทำให้ภารกิจขยายและการติดตามแบบเรียลไทม์ iv. อนาคต: ฟิวชั่นของ metasurfaces และการถ่ายภาพอัจฉริยะ (2020 และอื่น ๆ ) การถ่ายภาพการบินและอวกาศกำลังเข้าสู่ยุคใหม่ของระบบ "เบาฉลาดขึ้นและแข็งแกร่งขึ้น" ด้วยกระจกทรงกลมที่มาบรรจบกับเทคโนโลยีชายแดน: เทคโนโลยี Metasurface: เลนส์ metasurface แบนของฮาร์วาร์ดสามารถแทนที่ชุดประกอบเลนส์ที่ซับซ้อน เรากำลังสำรวจระบบไฮบริดที่รวม metasurfaces เข้ากับฐานอัมพาต การถ่ายภาพควอนตัม: การสร้างการสื่อสารควอนตัมของดาวเทียม "Micius" ระบบในอนาคตอาจบรรลุการเชื่อมโยงพื้นที่ลึกที่ไม่สามารถแยกออกได้และการถ่ายภาพที่ไวต่อความรู้สึกเป็นพิเศษ ออพติกที่ขับเคลื่อนด้วย AI: อัลกอริธึมการเรียนรู้ลึกปรับพารามิเตอร์กระจกทรงกลมแบบไดนามิกเพื่อแก้ไขความปั่นป่วนในบรรยากาศแบบเรียลไทม์เพิ่มความชัดเจนของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ จุดแข็งหลัก: ความเชี่ยวชาญเต็มวัฏจักรในกระจกทรงกลม จากการออกแบบไปจนถึงการจัดส่งเราให้บริการโซลูชั่นการบินและอวกาศแบบ end-to-end: มิติทางเทคนิค ความสามารถหลัก แอปพลิเคชันทั่วไป การผลิตที่มีความแม่นยำสูง ความแม่นยำของพื้นผิวของλ/50, ความหยาบ <0.5nm, ลำแสงไอออนคู่ + การขัด MRF กล้องโทรทรรศน์อวกาศ, ระบบตรวจจับระยะไกลความละเอียดสูง การออกแบบที่มีน้ำหนักเบา พื้นผิว SIC/เซรามิก, โครงสร้างที่ปรับทอปติก, ลดน้ำหนัก 30-50% Payloads Cubesat ระบบอสังหาริมทรัพย์โดรน ความยืดหยุ่นของสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ประสิทธิภาพที่มั่นคงตั้งแต่ -200 ° C ถึง 300 ° C, การเคลือบที่ทนต่อรังสี, การทดสอบระดับนาซ่าเกรด โพรบพื้นที่ลึก, เลนส์วงโคจรใกล้โซลาร์ โซลูชั่นที่กำหนดเอง การออกแบบนอกแกนกลาง/ฟรีฟอร์ เทอร์มินัลการสื่อสารด้วยเลเซอร์ระบบชี้นำขีปนาวุธ สรุป: ทัศนศาสตร์ผู้บุกเบิกการสำรวจอินฟินิตี้ จากวงโคจร geostationary ไปจนถึงทะเลทรายดาวอังคารตั้งแต่แสงที่มองเห็นได้ไปจนถึงการตรวจจับควอนตัมทุกการกระโดดในการถ่ายภาพการบินและอวกาศเป็นเครื่องหมายของนวัตกรรมทางแสง ด้วยกระจกทรงกลมเป็นรากฐานของเราเรายังคงกำหนดขีด จำกัด ของความแม่นยำน้ำหนักและความน่าเชื่อถือให้ลูกค้าเพื่อปลดล็อกความลับที่ลึกที่สุดของจักรวาล มองไปที่ดวงดาวที่สร้างขึ้นด้วยความแม่นยำ - เข้าร่วมกับเราในการสร้างอนาคตของเลนส์อวกาศ! ติดต่อเรา: สำหรับโซลูชันกระจกทรงกลมที่กำหนดเอง

กระจกอลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในระบบออพติคอลใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศเทคโนโลยีเลเซอร์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและสาขาอื่น ๆ เนื่องจากธรรมชาติที่มีน้ำหนักเบาการนำความร้อนสูงและความเข้ากันได้ของบรอดแบนด์ ด้วยความก้าวหน้าในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่แม่นยำประสิทธิภาพของกระจกอลูมิเนียมยังคงปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและค่อยๆท้าทายการครอบงำตลาดของกระจกที่ใช้กระจกแบบดั้งเดิม I. การจำแนกประเภทหลักและลักษณะของกระจกอลูมิเนียม ความหลากหลายของกระจกอลูมิเนียมเกิดจากการรวมกระบวนการของวัสดุและการออกแบบการใช้งานโดยส่วนใหญ่จัดหมวดหมู่ดังนี้: 1. โดยโครงสร้างการเคลือบ กระจกอลูมิเนียมเปลือย: เลเยอร์อลูมิเนียมที่สัมผัสโดยตรงกับการสะท้อนแสง UV-band (<300 nm) เกิน 92%เหมาะสำหรับเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ UV และแอพพลิเคชั่นที่คล้ายกัน อย่างไรก็ตามพวกเขาต้องการการควบคุมสิ่งแวดล้อมอย่างเข้มงวดเนื่องจากความไวต่อการเกิดออกซิเดชัน กระจกอลูมิเนียมที่ได้รับการป้องกัน: ความทนทานที่เพิ่มขึ้นผ่านการเคลือบป้องกัน (เช่นSio₂, MGF₂), ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเลเซอร์และอุปกรณ์กลางแจ้งแม้ว่าจะมีประสิทธิภาพ UV ลดลงเล็กน้อย 2. โดยการเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุพื้นผิว พื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียม Microcrystalline: วัสดุเช่น RSA6061 คุณสมบัติการปรับแต่งเมล็ดนาโนระดับนาโนความหยาบผิว <1 นาโนเมตรและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ (15–18 μm/m · k) เหมาะสำหรับเลนส์อวกาศและเลเซอร์พลังสูง พื้นผิวโลหะคอมโพสิต: คอมโพสิตอลูมิเนียม-ซิลิกอนคาร์ไบด์ (AL-SIC) ผสมผสานคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบาเข้ากับการขยายตัวทางความร้อนต่ำที่ใช้ในการตรวจจับระยะไกลจากดาวเทียม 3. โดยการออกแบบฟังก์ชั่น กระจกเลเซอร์: ใช้ประโยชน์จากแมกนีตรอนสปัตเตอร์เพื่อให้ได้การเคลือบที่มีข้อบกพร่องต่ำสามารถทนต่อพลังงานเลเซอร์ระดับ GW/CM²ได้ซึ่งใช้ในการตัดอุตสาหกรรมและอุปกรณ์ฟิวชั่นนิวเคลียร์ กระจกอลูมิเนียมอิสระ: พื้นผิวที่ซับซ้อนกลึงผ่านการหมุนเพชรจุดเดียว (SPDT) ใช้สำหรับการพับเส้นทางแสงในชุดหูฟัง VR และการสร้างลำแสงเลเซอร์ ii. ข้อได้เปรียบหลักและแอปพลิเคชันอุตสาหกรรม คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของกระจกอลูมิเนียมทำให้มันขาดไม่ได้ในหลายโดเมน: 1. การบินและอวกาศและเลนส์อวกาศ การออกแบบที่มีน้ำหนักเบา: ความหนาแน่นของอลูมิเนียม (1/3 ของแก้ว) ช่วยลดน้ำหนักน้ำหนักของดาวเทียมได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นดาวเทียม Sentinel ในยุโรปใช้กระจกอลูมิเนียมสำหรับการสังเกตดินที่มีความละเอียดสูง ความเสถียรทางความร้อน: พื้นผิวอลูมิเนียม microcrystalline ตรงกับการขยายตัวทางความร้อนของโครงสร้างการสนับสนุนโลหะผสมไทเทเนียมลดการเสียรูปให้น้อยที่สุดภายใต้การไล่ระดับสีอุณหภูมิสูงและยืดอายุการใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศ 2. ระบบเลเซอร์พลังงานสูง การกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ: ค่าการนำความร้อนสูงของอลูมิเนียม (180 W/m · K) กระจายความร้อนอย่างรวดเร็วป้องกันผลกระทบเลนส์ความร้อน โรงงานจุดระเบิดแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NIF) ใช้กระจกอลูมิเนียมสำหรับการสะท้อนเลเซอร์ 500 สองระดับ 3. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเขตข้อมูลที่เกิดขึ้นใหม่ การผลิตมวลที่ประหยัดต้นทุน: การฉีดขึ้นรูปรวมกับ SPDT ช่วยให้การผลิตขนาดใหญ่การขับเคลื่อนการใช้ฮาร์ดแวร์อย่างชาญฉลาดในอุปกรณ์ LIDAR และ AR/VR เทคโนโลยี Terahertz: พื้นผิวอลูมิเนียมเปลือยบรรลุ> การสะท้อนแสง 99% ในแถบ Terahertz (0.1–10 THz) ช่วยให้การถ่ายภาพและระบบการสื่อสารโดยไม่ต้องเคลือบเพิ่มเติม iii. การพัฒนาที่สำคัญในการผลิตกระจกอลูมิเนียม 1. เทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษ การหมุนเพชรจุดเดียว (SPDT): สร้างพื้นผิวที่เป็นหนวกและพื้นผิวที่มีความแม่นยำพื้นผิวλ/10 โดยตรง (λ = 632.8 nm) ลดความต้องการหลังการขัดเงา การหาลำแสงไอออน (IBF): บรรลุความขรุขระพื้นผิวนาโนเมตรย่อย (RMS <0.5 nm) ความต้องการการประชุมสำหรับกระจกที่มีความแม่นยำสูง UV 2. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเคลือบผิว Magnetron Sputtering: สร้างการเคลือบที่หนาแน่นและสม่ำเสมอที่มีความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำเพิ่มเกณฑ์ความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์ (> 5 j/cm² @1064 nm) การสะสมของชั้นอะตอม (ALD): การเคลือบป้องกันบางเฉียบ (เช่นAl₂o₃) ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลและความร้อนสูง นวัตกรรมในเทคโนโลยีกระจกอลูมิเนียมกำลังขับเคลื่อนระบบออพติคอลไปสู่โซลูชั่นที่มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพสูง ในฐานะที่เป็นวัสดุอัจฉริยะและเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงมาบรรจบกันกระจกอลูมิเนียมจะพร้อมที่จะปลดล็อกแอปพลิเคชันใหม่ในชิปโทนิคการสำรวจอวกาศและอื่น ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อนำไปสู่ความก้าวหน้าในการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรมออพติคอล MG-OPTICS จะช่วยให้คุณมีกระจกทรงกลมออพติคอลแฟลตออปติคัลมาตรวิทยาออปติคัล, CGH ที่กำหนดเอง, ระบบออปติคัล, กระจกแบบออพติคอลว่างเปล่าและการเคลือบด้วยแสง

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการตรวจจับระยะไกลระหว่างประเทศค่ารูรับแสงที่มีประสิทธิภาพของกล้องตรวจจับระยะไกลในอวกาศของจีนค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ พร้อมกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับประสิทธิภาพการผลิต ดังนั้นวิธีการจัดตำแหน่งและกระบวนการผลิตสำหรับกล้องเหล่านี้จะต้องพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากการเสียรูปที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงอย่างมีนัยสำคัญของกล้อง Apperture ขนาดใหญ่ในสถานะแกนแสงแนวนอนซึ่งไม่สามารถเพิกเฉยได้บทความนี้เสนอเทคโนโลยีการจัดแนวแกนแสงแนวตั้ง วิธีการนี้จัดการกับความท้าทายที่สำคัญเช่นการประกอบที่แม่นยำและการวางตำแหน่งของกระจกขนาดใหญ่การกำจัดข้อผิดพลาดที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงและการสกัดการอ้างอิงแกนออปติคัลในสถานะแนวตั้งเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการจัดตำแหน่งในขณะที่ปรับปรุงประสิทธิภาพ รูปที่ 1: กระบวนการสำคัญและเทคโนโลยีหลักของเส้นทางการจัดตำแหน่งแนวตั้ง นอกจากนี้บทความยังแนะนำหน่วยการจัดตำแหน่งอัจฉริยะ แอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้แสดงให้เห็นว่าการใช้กรอบทางเทคนิคนี้ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการประกอบก่อนการพัฒนาให้สั้นลงรอบการพัฒนาและแก้ไขปัญหาต่าง ๆ เช่นความยากลำบากในการตรวจจับการอ้างอิงแกนออปติคัลในรัฐแนวตั้ง กระบวนการจัดตำแหน่งออปติคัลของกล้องตรวจจับระยะไกลเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการพัฒนาของพวกเขาครอบคลุมขั้นตอนการประกอบและการปรับทั้งหมดทั้งหมดจากส่วนประกอบไปยังระบบกลไกเชิงแสงแบบบูรณาการอย่างสมบูรณ์ คุณภาพการจัดตำแหน่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการถ่ายภาพขั้นสุดท้าย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจีนได้เสร็จสิ้นภารกิจการรับรู้ระยะไกลพิเศษจำนวนมากโดยได้รับรูรับแสงระดับมิเตอร์สำหรับกล้องวงออร์บิทด้วยผลการจัดตำแหน่งที่ยอดเยี่ยม วิธีการจัดแนวแกนแสงแนวนอนแบบดั้งเดิมโดยมีวัฏจักรการจัดตำแหน่งประมาณ 90 วันต่อกล้องพอเพียงสำหรับภารกิจที่ปรับแต่งได้ในระดับต่ำ อย่างไรก็ตามในฐานะที่เป็นระบบตรวจจับระยะไกลเชิงพาณิชย์เช่น "16+4+4+x" กลุ่มดาวเทียมขนาดใหญ่-กระแสหลัก-กระแสหลัก, โมเดล R&D แบบดั้งเดิมเผชิญกับความท้าทายรวมถึงวงจรการผลิตที่ยืดเยื้อและระบบอัตโนมัติต่ำไม่สามารถตอบสนองความต้องการการจัดตำแหน่งระดับสูงได้ เพื่อจัดการกับข้อกำหนดสำหรับกล้อง Apperture ขนาดใหญ่ในอนาคตและการผลิตแบทช์เทคโนโลยีการจัดแนวแนวตั้งจะช่วยลดการเปลี่ยนรูปแบบแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากน้ำหนักกล้องและคานของ Cantilevers เพื่อให้ได้การผลิตกล้องขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพสูงจำเป็นต้องทำให้วงจรการจัดตำแหน่งสั้นลงตรวจสอบความสอดคล้องระบุและเอาชนะความท้าทายในการจัดตำแหน่งหลักเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและสร้างหน่วยการจัดตำแหน่งอัจฉริยะ เทคโนโลยีการประกอบที่มีความแม่นยำสูงสำหรับส่วนประกอบกระจกขนาดใหญ่ ใช้วิธีการสนับสนุน "ไม่ต่อเนื่อง" นวนิยายเพื่อให้ได้การตรึงที่มีความน่าเชื่อถือสูงและมีน้ำหนักเบาของกระจกขนาดใหญ่ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเชื่อมโยงบล็อกที่จับคู่ด้วยความร้อนกับจุดรองรับด้านหลังหรือด้านข้างของกระจกเชื่อมต่อกับโครงสร้างการสนับสนุนที่ยืดหยุ่นและ จำกัด อิสระทั้งหกองศา เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำในตำแหน่งระหว่างแผ่นรองรองรับและกระจกใช้วิธีการวางตำแหน่งร่างกายแบบเปิดพื้นที่ประสาน 3 มิติ ตำแหน่งแผ่นรองรองรับเล็กน้อยจากรูปแบบการออกแบบนั้นอ้างอิงในระบบพิกัดและอุปกรณ์ปรับหกแกนจัดเรียงอย่างแม่นยำและแก้ไขแผ่น ในที่สุดกาวกลไกเชิงกลจะถูกฉีดอย่างสม่ำเสมอเพื่อทำให้โครงสร้างแข็งตัว รูปที่ 2 แสดงผลประกอบการ รูปที่ 2: ชุดประกอบแผ่นรองสำหรับกระจกกล้อง Geo-Eye2 เทคโนโลยีการกำจัดข้อผิดพลาดแรงโน้มถ่วง เทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลององค์ประกอบ จำกัด ของกระจกและโครงสร้างการสนับสนุนเพื่อวิเคราะห์การเสียรูปที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง ชุดประกอบกระจกจะพลิก 180 °ในแนวตั้งและวัดพารามิเตอร์พื้นผิวในทิศทางทั้งสอง โดยการเปรียบเทียบข้อมูลการทดลองกับผลการจำลองข้อผิดพลาดแรงโน้มถ่วงที่แท้จริงจะถูกระบุและลบออก รูปที่ 3 แสดงการวัดพื้นผิวก่อนและหลังการกำจัดข้อผิดพลาด รูปที่ 3: การตรวจจับข้อผิดพลาดของแรงโน้มถ่วงและการกำจัด (a) พื้นผิวที่วัดได้ด้วยข้อผิดพลาดของแรงโน้มถ่วง (b) พื้นผิวหลังจากการกำจัดข้อผิดพลาด เทคโนโลยีการสกัดอ้างอิงแกนออปติคัล โดยการวางตำแหน่งตัวติดตามเลเซอร์ 2-3 ตัวและการติดตั้งลูกบอลเป้าหมายหลายจุดพิกัดเชิงพื้นที่ของจุดอ้างอิงหกจุดรอบกล้องจะถูกวัดพร้อมกัน สิ่งนี้เชื่อมโยงตำแหน่งของเครื่องมือสี่ตัวสร้างความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างระนาบโฟกัสแกนออปติคัลแกนมุมมองและกระจกอ้างอิงกล้องเพื่อแยกการอ้างอิงแกนแสง รูปที่ 4: แผนผังของการสกัดอ้างอิงแกนออปติคัล สำหรับการผลิตแบทช์ในอนาคตระบบการจัดตำแหน่งอัจฉริยะมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น "หน่วยตรวจจับอัจฉริยะพื้นผิวแสง" การตรวจสอบพื้นผิวโดยอัตโนมัติ (รูปที่ 5) ในการจัดตำแหน่งเลนส์ความผิดปกติของระบบจะถูกวิเคราะห์เพื่อคำนวณการปรับตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับส่วนประกอบแสงผ่านการควบคุมซ้ำการบรรลุความแม่นยำโดยไม่ต้องแทรกแซงด้วยตนเองซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความสอดคล้อง รูปที่ 5: แผนผังของระบบตรวจจับพื้นผิวกระจกอัจฉริยะ บทสรุป ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการจัดแนวแนวตั้งและการพัฒนาหน่วยการจัดตำแหน่งอัจฉริยะนั้นใช้กับกล้องตรวจจับระยะไกลขนาดกลางและขนาดใหญ่ในอนาคตการตอบสนองความต้องการการจัดตำแหน่งที่หลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับภารกิจที่มีปริมาณมาก นอกจากนี้อัลกอริทึมหลักสำหรับการจัดตำแหน่งอัจฉริยะใช้ประโยชน์จากเทคนิคการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณการเบี่ยงเบนตำแหน่งสัมพัทธ์ที่ดีที่สุดทั่วโลกของส่วนประกอบออปติคัลตามความผิดปกติของระบบ แพลตฟอร์มหกองศาที่มีความแม่นยำสูงจากนั้นปรับส่วนประกอบ เทคโนโลยีนี้ครอบคลุมเกินกว่าการรับรู้ระยะไกลไปยังสาขาเช่นดาราศาสตร์และการบิน การอ้างอิง: Yue Liqing, Li Bin, Li Chongyang, et al. การวิจัยเกี่ยวกับการติดตั้งแนวตั้งและการปรับกล้องระยะไกลแสงระยะไกลของแอปพลิเคชันกล้องระยะไกล [J] วิศวกรรมอินฟราเรดและเลเซอร์, 2025, 54 (3): 20240572. ดอย: 10.3788/irla20240572

โครงสร้างสนับสนุน Bipod สำหรับกระจกขนาดใหญ่ I. คำจำกัดความและพื้นหลังแอปพลิเคชัน โครงสร้างการสนับสนุน BIPOD สำหรับกระจกขนาดใหญ่เป็นเทคโนโลยีสนับสนุนที่มีความแม่นยำสูงที่ใช้ในระบบออพติคอลเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศและกล้องตรวจจับระยะไกล มันจัดการกับความท้าทายที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับความแม่นยำของพื้นผิวและความเสถียรของตำแหน่งของกระจกขนาดใหญ่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนรวมถึงแรงโน้มถ่วงการแปรผันของอุณหภูมิและการสั่นสะเทือน ด้วยการใช้ประโยชน์จากการเสียรูปแบบยืดหยุ่นของขารองรับที่ยืดหยุ่นโครงสร้างนี้แยกโหลดภายนอกและทำให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพการถ่ายภาพ โดดเด่นด้วยการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาความแข็งสูงและการปรับตัวที่แข็งแกร่งโครงสร้าง bipod ได้กลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับกระจกรองรับที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1 เมตรหรือใหญ่กว่า ii. หลักการทำงานหลัก โครงสร้างการสนับสนุน BIPOD บรรลุการทำงานผ่านการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นของขาที่ยืดหยุ่น: การแยกโหลด: 1. ชดเชยการเสียรูปแรงโน้มถ่วงในระหว่างการทดสอบภาคพื้นดิน 2. บรรเทาความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากการไล่ระดับอุณหภูมิในวงโคจร 3. ดูดซับการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกในระหว่างการเปิดตัว การสนับสนุนจลนศาสตร์: ใช้จุดสนับสนุนที่กระจายแบบสมมาตรสามจุดแต่ละจุดมีสองขาดัดโค้งจัดเรียงที่มุมที่เฉพาะเจาะจงเพื่อสร้างหน่วยที่ยืดหยุ่นสองแกนได้เปิดใช้งานความยืดหยุ่นในแนวรัศมีและแนวแกน ความสมดุลความยืดหยุ่นความแข็ง: ปรับรูปร่างของรอยบากขา (เช่นโปรไฟล์พาราโบลา) และคุณสมบัติของวัสดุ (เช่นโลหะผสมไทเทเนียม TC4) เพื่อให้ได้การเสียรูปควบคุมในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งเพียงพอ iii. จุดสำคัญการออกแบบโครงสร้าง ตัวกระจก: โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างน้ำหนักเบาหกเหลี่ยมที่ทำจากซิลิกาหลอมรวมหรือซิลิกอนคาร์ไบด์โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงถึงหลายเมตรเพื่อปรับสมดุลความแข็งและการลดน้ำหนัก ส่วนประกอบสนับสนุน: 1. เจ้านายสี่เหลี่ยม: จับจ้องไปที่ผนังกระจกเชื่อมต่อกับขาที่ยืดหยุ่นผ่านรูเกลียว 2. ขาที่มีความยืดหยุ่น: การออกแบบสองแกนที่มีรอยบากตามแนวแกนช่วยให้การเปลี่ยนรูปแบบเรเดียลและสัมผัสได้ 3. แผ่นฐานและแผ่นรองรับ: แผ่นฐานติดอยู่กับแผ่นรองรับของกระจก (อลูมิเนียมซิลิกอนคาร์ไบด์) ซึ่งเชื่อมต่อกับโครงสร้างการรับน้ำหนักหลัก กลไกการปรับ: การออกแบบบางอย่างรวมระบบการปรับแบบสองทิศทาง (เช่นสกรูบอลเซอร์โวมอเตอร์) สำหรับการจัดแนวกระจกแบบหกองศาของเฟนิด iv. ข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่สำคัญ การควบคุมพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูง: พารามิเตอร์ขาที่ดีที่สุด (เช่นความลึกของรอย, ความหนา) เปิดใช้งานการควบคุมข้อผิดพลาดพื้นผิวภายในλ/20 (λ = ความยาวคลื่น) เพิ่มความแข็งและความมั่นคง: การกำหนดค่าใหม่ให้ความแข็งสูงกว่า bipods แบบออร์โธค์แบบดั้งเดิม 30% เพิ่มความถี่พื้นฐานและลดความเสี่ยงการสั่นสะเทือน การปรับความร้อน: การเสียรูปแบบยืดหยุ่นชดเชยการขยายตัวของความร้อนไม่ตรงกันระหว่างกระจกและแผ่นรองรับลดความเครียดจากความร้อน การออกแบบความยืดหยุ่น: พารามิเตอร์ (เช่นมุมเลก, รูปร่างของรอย) สามารถปรับผ่านการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด เพื่อให้เหมาะกับรูรับแสงและสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน V. การจัดตำแหน่งและวิธีการทดสอบ การจัดตำแหน่งระบบพิกัด: ตัวติดตามเลเซอร์สร้างพิกัดเชิงพื้นที่ระหว่างกระจกและแผ่นรองรับการจัดตำแหน่งจุดอ้างอิงให้อยู่ในตำแหน่งที่ระบุ การปรับหกองศาของเฟอร์นิเจอร์: ขึ้นอยู่กับจลนศาสตร์แพลตฟอร์มสจ๊วตความยาวของขาจะถูกปรับเพื่อให้ได้การแปลกระจกและการควบคุมทัศนคติตามแนวแกนแสง การควบคุมข้อผิดพลาด: ข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งจะถูกควบคุมภายใน 0.04 มม. ข้อกำหนดการประชุมสำหรับระบบที่มีความแม่นยำสูงเช่นกล้องตรวจจับระยะไกล VI. ความท้าทายและแนวโน้มการพัฒนา ความท้าทายทางเทคนิค: 1. การปรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง: ต้องการการเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุและโครงสร้างสำหรับสภาพแวดล้อมที่แช่แข็งและการแผ่รังสีในพื้นที่ลึก 2. ความสมดุลของน้ำหนักน้ำหนัก: ลดมวลเพิ่มเติมในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งรองรับที่เพียงพอ 3. การจัดตำแหน่งอัจฉริยะ: พัฒนาอัลกอริทึมการชดเชยข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์โดยใช้ AI สำหรับการบำรุงรักษาในวงโคจร ทิศทางในอนาคต: 1. การจำลองแบบหลายทางฟิสิกส์: บูรณาการการวิเคราะห์เชิงกลไกเชิงกลไกสำหรับการทำนายสภาพการปฏิบัติงานเต็มรูปแบบ 2. วัสดุขั้นสูง: สำรวจคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์และโลหะผสมหน่วยความจำสำหรับการรองรับที่ยืดหยุ่น 3. การออกแบบแบบแยกส่วน: พัฒนาส่วนประกอบที่สามารถเปลี่ยนได้เพื่อปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของภารกิจที่หลากหลาย vii. แอปพลิเคชันทั่วไป 1. กล้องโทรทรรศน์อวกาศ: รองรับกระจกหลักในระบบเช่นกล้องโทรทรรศน์ James Webb ซึ่งชดเชยการเสียรูปความร้อน 2. กล้องตรวจจับระยะไกล: สร้างความมั่นใจในความเสถียรในการถ่ายภาพของกระจกขนาดใหญ่ในดาวเทียมสังเกตการณ์โลกที่มีความละเอียดสูงภายใต้โหลดเชิงกลที่ซับซ้อน 3. สิ่งอำนวยความสะดวกเลเซอร์: ใช้ในการทดลองฟิวชั่นที่มีการกักตัวเฉื่อยสำหรับการควบคุมลำแสงที่แม่นยำผ่านกระจกขนาดใหญ่ บทสรุป โครงสร้างการสนับสนุน BIPOD ผ่านการออกแบบที่ยืดหยุ่นและการจัดแนวความแม่นยำได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับกระจกขนาดใหญ่การขับเคลื่อนความก้าวหน้าในเลนส์อวกาศและการตรวจจับระยะไกล ด้วยความคืบหน้าในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและการควบคุมอัจฉริยะระบบ BIPOD จะพัฒนาไปสู่ความแม่นยำและการปรับตัวที่สูงขึ้นซึ่งวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับวิศวกรรมออพติคอลรุ่นต่อไป

ประเภทของตัวขยายลำแสงและแอปพลิเคชันของพวกเขา 1. Galilean Beam Expterers หลักการ: รวมเลนส์ตาเว้าและเลนส์วัตถุประสงค์นูนโดยไม่ต้องโฟกัสกลาง จุดแข็ง: ขนาดกะทัดรัดคุ้มค่าและเหมาะสำหรับเลเซอร์กำลังสูงเนื่องจากไม่มีความเข้มข้นของพลังงานจุดโฟกัส ข้อ จำกัด : อัตราส่วนการขยายตัวที่ จำกัด และการปรับเปลี่ยน collimation การใช้งาน: ระบบเลเซอร์ทหาร, การตัด/การเชื่อมอุตสาหกรรมและการตั้งค่าออปติคัลขนาดกะทัดรัด 2. ตัวขยายลำแสง Keplerian หลักการ: ใช้เลนส์นูนสองตัวสร้างโฟกัสกลางที่แท้จริง จุดแข็ง: อัตราส่วนการขยายตัวสูงและการ collimation ที่แม่นยำสำหรับระบบพลังงานต่ำ ข้อ จำกัด : เสี่ยงต่อความเสียหายทางแสงที่จุดโฟกัส; ต้องมีการพิสูจน์ฝุ่น การใช้งาน: กล้องจุลทรรศน์, สเปกโทรสโกปีและเครื่องมือออพติคอลเกรดห้องปฏิบัติการ 3. ตัวขยายลำแสงแอ้อระเหย หลักการ: ใช้ประโยชน์จากเลนส์ที่ไม่ใช่ทรงกลมเพื่อกำจัดความผิดปกติของทรงกลม จุดแข็ง: คุณภาพของลำแสงที่ยอดเยี่ยมการออกแบบที่ง่ายขึ้นและความสามารถในการปรับขนาดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงขนาดใหญ่ ข้อ จำกัด : ต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นเนื่องจากเรขาคณิตของเลนส์ที่ซับซ้อน แอปพลิเคชัน: การสื่อสารด้วยเลเซอร์, มาตรวิทยาที่แม่นยำและการถ่ายภาพความละเอียดสูง 4. ตัวขยายลำแสง Hartmann Aperture ขนาดใหญ่ หลักการ: รวมออพติกแอสเฟอร์เข้ากับ Hartmann Wavefront Sensing สำหรับการควบคุมความแม่นยำเป็นพิเศษ จุดแข็ง: ความแม่นยำของคลื่นที่ไม่มีใครเทียบสำหรับระบบ Apperture ขนาดใหญ่ ข้อ จำกัด : ความซับซ้อนของต้นทุนและการผลิตที่สูงมาก แอปพลิเคชั่น: ออพติกแบบปรับตัวทางดาราศาสตร์ (เช่นดาวคู่มือเลเซอร์), อาวุธเลเซอร์พลังงานสูงและการตั้งค่าการวิจัยขั้นสูง 5. ตัวขยายลำแสง Evanescent Super-Gaussian Optical Super-Gaussian หลักการ: ขยายคานผ่านทุ่งที่หายไปในท่อนำคลื่นสร้างโปรไฟล์ Super-Gaussian เครื่องแบบ จุดแข็ง: การออกแบบแบบบูรณาการที่มีขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษพร้อมความสม่ำเสมอของลำแสงที่ยอดเยี่ยม ข้อ จำกัด : จำกัด เฉพาะความยาวคลื่นและอัตราส่วนการขยายตัว แอพพลิเคชั่น: เครือข่ายใยแก้วนำแสงไบโอเซนเซอร์และระบบโทนิคขนาดเล็ก 6. ตัวขยายลำแสงขนาดกะทัดรัดระนาบ หลักการ: ใช้ metasurfaces หรือเลนส์ diffractive สำหรับการออกแบบที่แบนและมีน้ำหนักเบา จุดแข็ง: เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพา มวลชนและการประหยัดพื้นที่ ข้อ จำกัด : ความท้าทายด้านประสิทธิภาพในแสงที่มองเห็นได้และแบนด์วิดท์แคบ แอพพลิเคชั่น: ชุดหูฟัง AR/VR, Drone LiDAR และเครื่องมือออพติคอลมือถือ 7. 2D ตัวขยายลำแสงที่ขยายได้อย่างต่อเนื่อง หลักการ: ปรับพารามิเตอร์ลำแสงแบบไดนามิกโดยใช้เลนส์ที่เคลื่อนย้ายได้หรือกระจกที่เปลี่ยนรูปได้ จุดแข็ง: ความยืดหยุ่นที่ไม่มีใครเทียบสำหรับอัตราส่วนการขยายตัวของตัวแปรและความยาวโฟกัส ข้อ จำกัด : ข้อกำหนดด้านการบำรุงรักษาที่ซับซ้อนและมีกลไก แอพพลิเคชั่น: การประมวลผลเลเซอร์หลายวัสดุ, เลนส์แบบปรับตัวและระบบถ่ายภาพแบบไดนามิก 8. เลนส์ Expander ลำแสงรูปวงรีเดี่ยว หลักการ: บรรลุการขยายตัวผ่านเลนส์รูปวงรีเดียวผ่านการหักเห/การสะท้อน จุดแข็ง: การออกแบบที่มีต้นทุนต่ำและง่ายสำหรับเค้าโครงออปติคัลเฉพาะ ข้อ จำกัด : ความผิดปกติในแอปพลิเคชันนอกแกน; มักจะต้องใช้เลนส์เสริม แอพพลิเคชั่น: สแกนเนอร์บาร์โค้ด, ระบบการฉายภาพพื้นฐานและเครื่องมืออุตสาหกรรมที่มีความอ่อนไหวต่อต้นทุน การเลือกตัวขยายลำแสงที่ถูกต้อง: ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ เลเซอร์พลังงานสูง: การออกแบบกาลิเลียนหรือทรงกลมช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและความทนทาน เลนส์ที่แม่นยำ: ระบบ Aspheric หรือ Keplerian ให้การควบคุมลำแสงที่เหนือกว่า ระบบขนาดใหญ่: Hartmann Expanders ให้ความแม่นยำของคลื่นที่ไม่มีใครเทียบ การพกพา: เลนส์แบบระนาบหรือแบบบูรณาการเปิดใช้งาน miniaturization ความต้องการแบบไดนามิก: ระบบ 2D ซูมได้ปรับให้เข้ากับความต้องการที่พัฒนาขึ้น ที่ MG Optics เรามีความเชี่ยวชาญในการออกแบบและการผลิตเครื่องขยายลำแสงที่ทันสมัยซึ่งปรับให้เหมาะกับความต้องการที่เป็นเอกลักษณ์ของอุตสาหกรรมสมัยใหม่

Zygo Laser Interferometer วัดตัวชี้วัดสำหรับส่วนประกอบออปติคัล: 1. PV (Peak-to-Valley) คำจำกัดความ: ระยะทางแนวตั้งระหว่างจุดสูงสุดและต่ำสุดบนพื้นผิว ความหมายทางกายภาพ: สะท้อนข้อผิดพลาดในท้องถิ่นสูงสุดแสดงถึงความแม่นยำของการตัดเฉือนโดยตรง หมายเหตุ: PV มีความไวต่อค่าผิดปกติ (เช่นรอยขีดข่วนหรือข้อบกพร่อง) และควรได้รับการประเมินควบคู่ไปกับตัวชี้วัดอื่น ๆ ข้อกำหนดทั่วไป: เลนส์ที่มีความแม่นยำสูง (เช่นกระจกเลเซอร์) มักจะต้องใช้ PV <λ/10 (λ = 632.8 nm) ข้อดี: ไวต่อเสียงรบกวนในท้องถิ่นน้อยลง 2. RMS (Root Mean Square) คำจำกัดความ: รูทค่าเฉลี่ยสแควร์ของการเบี่ยงเบนระหว่างจุดพื้นผิวทั้งหมดและรูปร่างในอุดมคติ ความหมายทางกายภาพ: แสดงถึงระดับเฉลี่ยของข้อผิดพลาดพื้นผิวโดยรวมที่เชื่อมโยงโดยตรงกับการบิดเบือนของคลื่นในระบบออพติคอล ข้อได้เปรียบ: มีความไวต่อเสียงรบกวนในท้องถิ่นน้อยลงซึ่งให้การวัดคุณภาพทั่วโลกที่มั่นคง ข้อกำหนดทั่วไป: ระบบความแม่นยำ (เช่นกล้องโทรทรรศน์) มักจะเรียกร้อง RMS <λ/20 - λ/50 3. อัตราส่วน Strehl คำจำกัดความ: อัตราส่วนของความเข้มสูงสุดของระบบแสงจริงต่อระบบที่ จำกัด การเลี้ยวเบนในอุดมคติ ความหมายทางกายภาพ: ปริมาณคุณภาพการถ่ายภาพ ค่าใกล้เคียงกับ 1 หมายถึงประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ความสัมพันธ์กับ RMS: RMS ที่สูงขึ้นช่วยลดอัตราส่วน Strehl สูตรเชิงประจักษ์: อัตราส่วน strehl ≈ exp [ - (2π· rms/λ) ²] 4. พลังงาน (การเบี่ยงเบนความโค้ง) คำจำกัดความ: การเบี่ยงเบนของความโค้งโดยรวมจากรูปร่างที่ออกแบบมา (ทรงกลม/แอ่งน้ำ) ความหมายทางกายภาพ: สะท้อนข้อผิดพลาดในความยาวโฟกัสหรือรัศมีของความโค้งเนื่องจากการตัดเฉือน ผลกระทบ: พลังงานที่มากเกินไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโฟกัสหรือความผิดปกติที่เพิ่มขึ้น 5. สายตาเอียง คำจำกัดความ: ความผิดปกติที่เกิดจากความโค้งที่ไม่ตรงกันในแกนมุมฉาก (เช่น x/y) ความหมายทางกายภาพ: มักเกิดขึ้นจากข้อผิดพลาดการตัดเฉือนแบบไม่สมมาตรหรือความเครียดในการติดตั้ง เบาะแสภาพ: ขอบรบกวนรูปไข่หรือรูปทรงอาน 6. โคม่า คำจำกัดความ: ข้อผิดพลาดแบบไม่สมมาตรซึ่งนำไปสู่การต่อท้ายของดาวหางในการถ่ายภาพนอกแกน ความหมายทางกายภาพ: โดยทั่วไปเกิดจากเส้นทางเครื่องมือที่ไม่สม่ำเสมอหรือการติดตั้งในระหว่างการผลิต สถานการณ์ทั่วไป: เลนส์นอกแกนหรือกระจกขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะเกิดอาการโคม่า 7. ความขรุขระพื้นผิว คำจำกัดความ: ความผิดปกติของกล้องจุลทรรศน์, ปริมาณเป็น SA (ค่าเฉลี่ยทางคณิตศาสตร์) หรือ SQ (ความหยาบ RMS) ความหมายทางกายภาพ: ส่งผลกระทบต่อการสูญเสียการกระจัดกระจายเกณฑ์ความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์ ฯลฯ การวัด: zygo interferometers มักจะใช้ interferometry แสงสีขาว (เช่นวัตถุประสงค์ของ Mirau) 8. ขอบ คำจำกัดความ: จำนวนแถบสว่าง/มืดใน interferograms; 1 fringe = λ/2 ความแตกต่างของเส้นทางแสง ความหมายทางกายภาพ: แสดงให้เห็นถึงการกระจายการไล่ระดับสีของข้อผิดพลาดพื้นผิว แอปพลิเคชัน: ขอบหนาแน่นบ่งบอกถึงการไล่ระดับสีข้อผิดพลาดที่สูงชัน (เช่นข้อบกพร่องการตัดเฉือนหรือความเครียดในการติดตั้ง) 9. ค่าสัมประสิทธิ์พหุนาม Zernike คำจำกัดความ: ค่าสัมประสิทธิ์จากการสลายตัวพหุนาม Zernike ของข้อผิดพลาดของพื้นผิว (เช่น defocus, astigmatism, ความผิดปกติของทรงกลม) ความหมายทางกายภาพ: ปริมาณองค์ประกอบข้อผิดพลาดเพื่อเป็นแนวทางในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ (เช่นการแก้ไขเงื่อนไขความผิดปกติเฉพาะ) 10. ข้อผิดพลาดพอดี คำจำกัดความ: ข้อผิดพลาดที่เหลือหลังจากการปรับข้อมูลที่วัดได้อย่างน้อยที่สุดของข้อมูลที่วัดได้ไปยังพื้นผิวในอุดมคติ (ทรงกลม/aspheric/ระนาบ) ความหมายทางกายภาพ: บ่งชี้ว่ารูปร่างที่ผลิตนั้นตรงกับการออกแบบที่สำคัญสำหรับประสิทธิภาพระดับระบบ สรุปและคำแนะนำ การวิเคราะห์แบบองค์รวม: จัดลำดับความสำคัญ PV และ RMS แต่วิเคราะห์ประเภทความผิดปกติ (Astigmatism/Coma) เพื่อระบุแหล่งที่มาของข้อผิดพลาด การปรับกระบวนการ: RMS สูงอาจต้องใช้ใหม่ PV spikes ที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นแนะนำปัญหาเครื่องมือหรือการติดตั้ง การจัดตำแหน่งแอปพลิเคชัน: ข้อกำหนดของ Tailor (เช่นระบบเลเซอร์จัดลำดับความสำคัญความหยาบระบบการถ่ายภาพมุ่งเน้นไปที่อัตราส่วน strehl) การตรวจสอบข้าม: ใช้เครื่องมือเสริม (เช่น profilometers, interferometers แสงสีขาว) สำหรับการตรวจสอบความหยาบ โดยการตีความตัวชี้วัดเหล่านี้วิศวกรสามารถระบุข้อบกพร่องในการผลิตกระบวนการปรับแต่งกระบวนการและตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบทางแสงเป็นไปตามข้อกำหนดระดับระบบ For more information about our optical surface accuracy measurement services , please don't hesitate to contact.

นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่อยู่ในระดับแนวหน้าของวัสดุวิทยาศาสตร์ได้ประกาศความก้าวหน้าที่ก้าวล้ำในการเคลือบต่อต้านการสะท้อนแสง (AR) ความเสียหายสูงการพัฒนาที่กำหนดไว้เพื่อกำหนดประสิทธิภาพในเลเซอร์อุปกรณ์ออพติคอลและระบบพลังงาน การเคลือบรุ่นต่อไปเหล่านี้รวมความสามารถในการส่งแสงที่เหนือกว่าเข้ากับความทนทานอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังการพัฒนา พัฒนาโดยทีมงานร่วมกันจาก ห้องปฏิบัติการ Optics Innovative และ สถาบันวัสดุขั้นสูงแห่งชาติ การเคลือบใหม่ใช้ประโยชน์จากการออกแบบระดับนาโนและวัสดุขั้นสูงเช่นคอมโพสิต Hafnia-Zirconia โดยการเพิ่มประสิทธิภาพความหนาของชั้นและดัชนีการหักเหของแสงนักวิจัยได้รับความเสียหายสูงกว่า 100 J/cm²ซึ่งเป็นการปรับปรุงห้าเท่าเหนือการเคลือบทั่วไป ความยืดหยุ่นนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับเลเซอร์พลังงานสูง, การพิมพ์หินเซมิคอนดักเตอร์และเลนส์การบินและอวกาศซึ่งการเปิดรับแสงที่รุนแรงก่อนหน้านี้มีอายุการใช้งานที่ จำกัด ข้อดีที่สำคัญ ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น: ลดการสูญเสียการสะท้อนกลับ (ลดลงถึง <0.1% ในช่วงความยาวคลื่นบรอดแบนด์) เพิ่มปริมาณงานแสงในระบบออพติคอล อายุการใช้งานที่ยืดเยื้อ: ความต้านทานต่อความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานระยะยาวและกำลังสูง แอพพลิเคชั่นอเนกประสงค์: เข้ากันได้กับสารตั้งต้นแก้วซิลิกอนและเพชรทำให้สามารถใช้งานในอุปกรณ์การแพทย์ศูนย์กลางพลังงานแสงอาทิตย์และเทคโนโลยีการป้องกัน ผลกระทบจากอุตสาหกรรม “ นวัตกรรมนี้เชื่อมช่องว่างระหว่างประสิทธิภาพการใช้แสงและความทนทาน” ดร. เอมิลี่เฉินนักวิจัยหลักของนวัตกรรม Optics Labs กล่าว “ สำหรับอุตสาหกรรมที่พึ่งพาเลเซอร์ที่แม่นยำเช่นการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และการวิจัยพลังงานฟิวชั่นการเคลือบเหล่านี้สามารถลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้ 70% ในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพของระบบ” ผู้ใช้งานก่อนหน้านี้รวมถึง โซลูชั่นเลเซอร์ทั่วโลก ซึ่งวางแผนที่จะรวมการเคลือบสารเข้ากับเครื่องมือพิมพ์หินรุ่นต่อไป บริษัท คาดการณ์ว่าจะลดลง 30% ในการหยุดทำงานสำหรับผู้ผลิตชิปซึ่งสอดคล้องกับการผลักดันทั่วโลกไปสู่เซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กและเร็วขึ้น มองไปข้างหน้า ด้วยการค้าที่กำหนดไว้สำหรับปี 2569 การเคลือบคาดว่าจะจุดประกายคลื่นของนวัตกรรมในพลังงานสีเขียวซึ่งพวกเขาสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์และปกป้องระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่มุ่งเน้นจากแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม ทีมกำลังสำรวจการเคลือบแบบปรับตัวซึ่งปรับตัวให้เข้ากับสภาพแสงที่เปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก “ นี่เป็นตัวเปลี่ยนเกมสำหรับเลนส์” ดร. เฉินกล่าวเสริม “ ด้วยการผลักดันขอบเขตของวัสดุที่สามารถทนได้เราจะปลดล็อคความเป็นไปได้ใหม่ ๆ สำหรับเทคโนโลยีที่ครั้งหนึ่งเคยถูก จำกัด โดยฟิสิกส์”

ในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของซิลิกอนคาร์ไบด์ (SIC) การสะสมไอทางกายภาพ (PVD) และการสะสมไอสารเคมี (CVD) เป็นสองเทคนิคสำคัญ พวกเขาแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของหลักการกระบวนการลักษณะการเคลือบและสถานการณ์การใช้งาน ด้านล่างนี้เป็นความแตกต่างหลักระหว่างสอง: 1. หลักการกระบวนการและกลไกการตอบสนอง PVD (การสะสมไอทางกายภาพ) กระบวนการทางกายภาพครอบงำ: วัสดุเป้าหมายที่เป็นของแข็งจะถูกแปลงเป็นอะตอมหรือไอออนของก๊าซผ่านการทิ้งระเบิดอนุภาคพลังงานสูง (เช่นสปัตเตอร์) หรือการระเหยด้วยความร้อน (เช่นการระเหยอาร์ค) ซึ่งจะควบแน่นและสะสมบนพื้นผิว (เช่น SIC) ไม่มีปฏิกิริยาเคมี: การถ่ายโอนวัสดุเป็นหลักทางกายภาพโดยไม่มีพันธะเคมีระหว่างวัสดุเป้าหมายและสารตั้งต้น รูปแบบการเคลือบผ่านการดูดซับทางกายภาพและการแพร่กระจาย CVD (การสะสมไอสารเคมี) ปฏิกิริยาทางเคมีมีอิทธิพล: สารตั้งต้นของก๊าซ (เช่นSIH₄, CH₄) สลายตัวหรือทำปฏิกิริยากับก๊าซอื่น ๆ ที่อุณหภูมิสูงสร้างสารที่ใช้งานอยู่ (เช่น SIC) ที่สะสมลงบนพื้นผิวพื้นผิวผ่านพันธะเคมี พันธะเคมี: การเคลือบก่อให้เกิดพันธะอินเทอร์เซียลที่แข็งแกร่ง (เช่นพันธะโควาเลนต์) กับสารตั้งต้นทำให้เกิดความแข็งแรงของการยึดเกาะที่สูงขึ้น 2. การเปรียบเทียบเงื่อนไขกระบวนการ พารามิเตอร์ PVD CVD อุณหภูมิ อุณหภูมิต่ำ (โดยทั่วไปคือ 200 ~ 500 ° C) อุณหภูมิสูง (โดยทั่วไปคือ 800 ~ 1200 ° C) ความดัน สภาพแวดล้อมสูญญากาศสูง (10⁻³ ~ 10⁻⁶ PA) ความดันต่ำหรือบรรยากาศ (ขึ้นอยู่กับก๊าซปฏิกิริยา) อัตราการสะสม ช้าลง (ระดับนาโนเมตรต่อนาที) เร็วขึ้น (ระดับไมโครมิเตอร์ต่อชั่วโมง) ข้อ จำกัด ของสารตั้งต้น เหมาะสำหรับพื้นผิวที่ไวต่อความร้อน (เช่นส่วนประกอบที่ผ่านการประมวลผล) ต้องใช้สารตั้งต้นที่มีอุณหภูมิสูง (เช่นเวเฟอร์ SIC แบบดิบ) 3. ความแตกต่างในลักษณะการเคลือบ ความแข็งแรงของการยึดเกาะ   PVD: พันธะการเคลือบผิว-อ่างอาบน้ำเป็นหลักทางกายภาพโดยมีความแข็งแรงของการยึดเกาะที่ต่ำกว่า (ประมาณ 10 ~ 50 MPa) CVD: พันธะที่แข็งแกร่งผ่านพันธะเคมี (มากถึงหลายร้อย MPA) ให้ความต้านทานที่เหนือกว่าต่อการปนเปื้อน ความหนาแน่นของการเคลือบ PVD: การเคลือบค่อนข้างหนาแน่น แต่อาจมีรูขุมขนด้วยกล้องจุลทรรศน์ (เช่นโครงสร้าง "คริสตัลเสา" ในการสปัตเตอร์) CVD: การเคลือบมีความหนาแน่นสูงและสม่ำเสมอ (เนื่องจากการก่อตัวของผลึก SIC ต่อเนื่องผ่านปฏิกิริยาเคมี) ความหนาและสม่ำเสมอ PVD: เหมาะสำหรับการเคลือบบาง (ไม่กี่นาโนเมตรถึงไม่กี่ไมโครเมตร) พร้อมความครอบคลุมที่ดีในรูปร่างที่ซับซ้อน CVD: ความสามารถในการสะสมสารเคลือบหนา (หลายสิบไมโครเมตร) แต่ความครอบคลุมความเท่าเทียมกันในโครงสร้างที่ซับซ้อนอาจด้อยกว่า ความบริสุทธิ์และองค์ประกอบของวัสดุ PVD: องค์ประกอบการเคลือบถูกกำหนดโดยตรงโดยวัสดุเป้าหมายโดยมีความบริสุทธิ์สูง (ไม่มีผลพลอยได้) CVD: การควบคุมองค์ประกอบที่แม่นยำ (เช่นยาสลบด้วยไนโตรเจน, โบรอน) โดยการปรับอัตราส่วนก๊าซปฏิกิริยา 4. สถานการณ์แอปพลิเคชัน แอปพลิเคชัน PVD ทั่วไป การเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอ: ดีบุกการเคลือบ DLC (คาร์บอนเหมือนเพชร) บนเครื่องมือ SIC และตลับลูกปืน ฟิล์มออปติคัล: การเคลือบแบบสะท้อนแสง/การสะท้อนแสงสะท้อนบนอุปกรณ์ออพติคอล SIC ข้อกำหนดของกระบวนการอุณหภูมิต่ำ: การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนบนส่วนประกอบที่ผ่านการประมวลผลอย่างแม่นยำ (เช่นแม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์) แอปพลิเคชัน CVD ทั่วไป การเคลือบที่ทนต่อการออกซิเดชั่นอุณหภูมิสูง: ชั้นป้องกัน SIC หรือSi₃n₄บนวัสดุคอมโพสิต SIC สำหรับการใช้งานการบินและอวกาศ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์: การเติบโตของ epitaxial ของภาพยนตร์ SIC ผลึกเดี่ยวบนเวเฟอร์ SIC (เช่นชั้นบัฟเฟอร์สำหรับอุปกรณ์พลังงาน) ข้อกำหนดของฟิล์มหนา: การเคลือบที่ทนต่อรังสีบนท่อหุ้ม SIC สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 5. สรุปข้อดีและข้อเสีย เทคโนโลยี ข้อดี ข้อเสีย PVD กระบวนการอุณหภูมิต่ำความครอบคลุมที่ดีเกี่ยวกับรูปร่างที่ซับซ้อนไม่มีการปนเปื้อนของผลพลอยได้ ความแข็งแรงของการยึดเกาะที่ลดลงการเคลือบทินเนอร์ราคาวัสดุเป้าหมายสูง CVD ความแข็งแรงของการยึดเกาะสูงการเคลือบหนาแน่นการควบคุมองค์ประกอบที่แข็งแกร่ง ขีด จำกัด ที่อุณหภูมิสูงการเลือกพื้นผิว, ก๊าซปฏิกิริยาที่เป็นพิษ, อุปกรณ์ที่ซับซ้อน 6. เกณฑ์การคัดเลือก เลือก PVD: สำหรับการประมวลผลอุณหภูมิต่ำ, รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน, ฟิล์มที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือสถานการณ์ที่ต้องหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของปฏิกิริยาเคมี เลือก CVD: สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงของการยึดเกาะสูงการสะสมของฟิล์มหนาความเสถียรอุณหภูมิสูงหรือการควบคุมองค์ประกอบที่แม่นยำ ผ่านการเปรียบเทียบข้างต้นเทคโนโลยีที่เหมาะสม (PVD หรือ CVD) สามารถเลือกได้ตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะ (เช่นข้อ จำกัด อุณหภูมิประสิทธิภาพการเคลือบต้นทุน) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในการปรับเปลี่ยนพื้นผิว SIC MG-optics ใช้การปรับเปลี่ยน PVD ซึ่งไม่เพียง แต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการปรับเปลี่ยนในขณะที่มั่นใจได้ถึงคุณภาพของการปรับเปลี่ยนการเคลือบ แต่ยังช่วยลดต้นทุนทำให้การผลิตจำนวนมาก ความขรุขระสามารถไปถึงra≤1nm

การสะท้อนกล้องโทรทรรศน์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่าง ๆ เนื่องจากข้อดีของพวกเขาเช่นไม่มีความผิดปกติของสีและน้ำหนักเบาง่าย ในหมู่พวกเขากล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงสองครั้งนั้นใช้กันมากที่สุด กล้องโทรทรรศน์ RC เป็นประเภทที่สำคัญของกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงสองครั้ง กระบวนการจัดตำแหน่งของมันมีความสำคัญต่อคุณภาพการถ่ายภาพ แต่ในปัจจุบันส่วนใหญ่ต้องอาศัยประสบการณ์ด้านวิศวกรรมส่งผลให้ค่าใช้จ่ายสูง 1. สนามกล้องโทรทรรศน์ที่มีการสะท้อนแสงสองครั้ง ฉัน. ระบบพิกัดและคำจำกัดความสัญลักษณ์: เมื่อพื้นผิวทางแสงเบี่ยงเบนจากตำแหน่งทางทฤษฎีมีการปรับระดับและเอียงหกรูปแบบ แผนผังไดอะแกรมของการแนะนำตัวกำหนดและเอียงในระบบ ii. อาการโคม่าและสายตาเอียง: ขึ้นอยู่กับทฤษฎีความผิดปกติของคลื่นเวกเตอร์ความผิดปกติของคลื่นของกล้องโทรทรรศน์ที่สะท้อนสองครั้งรวมถึงส่วนประกอบของอาการโคม่าและสายตาเอียง อาการโคม่าที่สาม - คำสั่งซื้อและครั้งที่สาม 2. การวิเคราะห์วิธีการจัดตำแหน่งของกล้องโทรทรรศน์ RC: วิธีการจัดตำแหน่งแบบดั้งเดิมที่ใช้อาการโคม่าในมุมมองแกน ON - เป็นข้อมูลอ้างอิงไม่สามารถมั่นใจได้ว่าทั้งแกน ON -AXIS และ OFF -AXIS ของมุมมองจะบรรลุคุณภาพการถ่ายภาพที่ดีที่สุดพร้อมกัน หากอาการโคม่าในมุมมองแกน ON - ถูกปรับเป็น 0 ความสัมพันธ์ระหว่างความเหมาะสมและการเอียงของกระจกรองสามารถกำหนดได้ในเวลานี้ จากนั้นปรับสายตาเอียงในมุมมองของแกนปิดแกน โดยการเลือกออก - ฟิลด์แกนของมุมมองในระนาบ XOZ และระนาบ YOZ เพื่อสังเกตและปรับสายตาเอียงการแก้ไขพร้อมกันสามารถทำได้ผ่านการวนซ้ำหลายครั้ง แผนภูมิการไหลของกระบวนการจัดตำแหน่งสำหรับกล้องโทรทรรศน์ RC 3. การทดลองการจัดตำแหน่งการจำลอง: การใช้กล้องโทรทรรศน์ R - C ที่มีพารามิเตอร์เฉพาะเป็นตัวอย่างโดยสุ่มแนะนำจำนวนการเยื้องศูนย์ของกระจกรอง ขั้นแรกให้ปรับความเหมาะสมของกระจกรองเพื่อให้โคม่าในสนามออน - แกนมุมมอง 0 จากนั้นปรับการปรับระดับและการเอียงของกระจกรองในระนาบ Yoz และระนาบ Xoz เพื่อทำให้สายตาเอียงในแกนปิด - ฟิลด์มุมมองสมมาตร หลังจากการวนซ้ำ 3 กระจกรองจะถูกปรับให้อยู่ในตำแหน่งที่ออกแบบทางทฤษฎีตรวจสอบความเป็นไปได้ของวิธีการจัดตำแหน่ง ระบบความผิดปกติของคลื่นของเขตข้อมูลต่าง ๆ 4. การทดลองและผลลัพธ์การจัดตำแหน่ง: ใช้วิธีการจัดตำแหน่งที่ตรวจสอบโดยการจำลองการจัดตำแหน่งที่แท้จริงของกล้องโทรทรรศน์ R - C ใช้มิเรอร์หลักเป็นข้อมูลอ้างอิงแก้ไขกระจกรองบนกรอบการปรับขนาดหกมิติและใช้ interferometer 4D สำหรับการตรวจสอบ หลังจากการจัดตำแหน่งความผิดปกติของคลื่นของมุมมองแกน ON - ของระบบคือ0.0730λและความผิดปกติของคลื่นของมุมมองแบบสมมาตรแกนปิด - ประมาณ0.08λ, เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งาน 5. บทสรุป: วิธีการจัดตำแหน่งที่เสนอตามทฤษฎีความผิดปกติของคลื่นเวกเตอร์ได้รับการตรวจสอบโดยการจำลองและการทดลองการจัดตำแหน่งที่แท้จริง สำหรับกล้องโทรทรรศน์ R - C ที่ไม่ถูกต้องการจัดตำแหน่งสามารถทำได้ผ่านการทำซ้ำ 3 ครั้ง หลังจากการจัดตำแหน่งความผิดปกติของคลื่นของทั้งแกนเปิด - แกนและออก - สนามแกนของมุมมองของระบบตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน  

ตัวขยายลำแสงคืออะไร? ตัวขยายลำแสงเป็นส่วนประกอบทางแสงที่สามารถเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางและมุมแตกต่างของลำแสงแสง มันมีบทบาทสำคัญในระบบออพติคอล 1. คำจำกัดความของตัวขยายลำแสง โดยทั่วไปแล้วตัวขยายลำแสงจะประกอบด้วยชุดเลนส์ที่สามารถขยายลำแสงเลเซอร์อินพุตหรือคานแสงอื่น ๆ เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางและอาจเปลี่ยนมุมที่แตกต่าง ตัวขยายลำแสงประเภทต่าง ๆ มีการออกแบบและโครงสร้างที่แตกต่างกัน แต่เป้าหมายร่วมกันของพวกเขาคือการปรับลักษณะของลำแสงเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะ 2. ฟังก์ชั่นของตัวขยายลำแสง (1) การเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสง - ในแอปพลิเคชั่นออพติคอลจำนวนมากจำเป็นต้องใช้คานของเส้นผ่านศูนย์กลางเฉพาะ ตัวอย่างเช่นในการประมวลผลด้วยเลเซอร์เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงขนาดใหญ่สามารถครอบคลุมพื้นที่การประมวลผลที่ใหญ่ขึ้น ด้วยการใช้ตัวขยายลำแสงลำแสงแคบสามารถขยายได้เป็นขนาดที่ต้องการ - สำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการแสงสว่างสม่ำเสมอเช่นระบบไฟส่องสว่างกล้องจุลทรรศน์ตัวขยายลำแสงสามารถขยายลำแสงที่ปล่อยออกมาโดยแหล่งกำเนิดแสงเพื่อให้แสงสว่างมากขึ้น (2) การปรับมุมแตกต่างของลำแสง - มุมแตกต่างของลำแสงมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบออพติคอล ตัวขยายลำแสงสามารถลดมุมแตกต่าง (สูตร: θ≈λλ / (π * d)) ทำให้ลำแสง collimated มากขึ้นซึ่งจะช่วยปรับปรุงระยะการส่งผ่านและประสิทธิภาพการโฟกัส - ในระบบการสื่อสารด้วยแสงจำเป็นต้องใช้คานที่มีมุมแตกต่างต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งสัญญาณที่มั่นคง ตัวขยายลำแสงสามารถปรับลำแสงอินพุตเพื่อตอบสนองความต้องการของระบบการสื่อสารด้วยแสง (3) การเปิดใช้งานการดำเนินการทางแสงที่มีความแม่นยำสูง - ระบบออพติคอลที่มีความแม่นยำสูงเช่นแหนบออพติคอลจำเป็นต้องมีการควบคุมลักษณะลำแสงที่แม่นยำ ตัวขยายลำแสงสามารถเป็นส่วนหนึ่งของระบบการจัดการลำแสงของแหนบออพติคอลซึ่งทำงานร่วมกับส่วนประกอบออปติคัลอื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่ารูรับแสงด้านหลังของวัตถุประสงค์จะส่องสว่างอย่างเต็มที่ในขณะที่เปิดใช้งานการวางตำแหน่งกับดัก - ในการวางตำแหน่งระดับนาโนและการสร้างลำแสงที่มีความแม่นยำสูงเครื่องขยายลำแสงสามารถใช้กับแอคทูเอเตอร์เช่นมอเตอร์อัลตราโซนิกเพื่อให้ได้การควบคุมลำแสงที่แม่นยำ (4) การปรับให้เข้ากับแอพพลิเคชั่นหลายความยาวคลื่น -ในระบบออปติคัลความยาวคลื่นหลายช่วงเช่น LIDAR ความยาวคลื่นหลายความยาวคลื่นตัวขยายลำแสงการส่งสัญญาณแบบง่ายแบบดั้งเดิมต่อสู้เพื่อให้ได้การขยายตัวของลำแสงพร้อมกันที่ความยาวคลื่นหลายช่วงเนื่องจากความผิดปกติของสี เพื่อแก้ไขปัญหานี้ตัวขยายลำแสงพิเศษเช่นตัวขยายลำแสงสะท้อนแสงนอกแกนสามารถออกแบบมาเพื่อใช้ในระบบ LiDAR แบบหลายความยาวคลื่น (5) การปรับประสิทธิภาพของระบบออปติคัล -ในการออกแบบตัวขยายลำแสง Hartmann Aperture Appercer ขนาดใหญ่พื้นผิวที่มีความแอสเฟริคลำดับสูงจะถูกนำเข้าสู่เลนส์วัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขความผิดปกติที่เกิดจากเลนส์รูรับแสงขนาดใหญ่ซึ่งเป็นการปรับประสิทธิภาพของระบบแสง - สำหรับระบบออพติคอลเฉพาะทางเช่นมิเชลสันอินเตอร์เฟอโรเมตรในเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์อุปกรณ์ขยายลำแสงแบบมุมสามารถลดขนาดลำแสงและขนาดตัวแยกในขณะที่ปรับปรุงประสิทธิภาพเวลาการสังเกต 3. ประเภทของตัวขยายลำแสง ตัวขยายลำแสงแบ่งออกเป็นสองประเภทเป็นหลัก: การหักเหของแสง (ตามเลนส์) และการสะท้อนแสง (บนกระจก) (1) ตัวขยายคานหักเห (ตามเลนส์) ตัวขยายลำแสงหักเหของแสงทำงานตามหลักการของการหักเหของเลนส์และโดยทั่วไปจะประกอบด้วยเลนส์สองตัวขึ้นไป ประเภททั่วไป ได้แก่ Galilean Beam Expanders และ Keplerian Beam Expterers (2) ตัวขยายลำแสงสะท้อนแสง (บนกระจก) ตัวขยายลำแสงสะท้อนแสงทำงานตามหลักการของการสะท้อนกระจกและโดยทั่วไปประกอบด้วยกระจกโค้งสองตัวขึ้นไป ประเภททั่วไปรวมถึงตัวขยายลำแสงสะท้อนแสงนอกแกนและตัวขยายลำแสงสะท้อนแสงโคแอกเซียล (3) การเปรียบเทียบตัวขยายลำแสงการหักเหของแสงและสะท้อนแสง - ตัวขยายการหักเหของแสง: ขนาดกะทัดรัดเหมาะสำหรับการใช้งานพลังงานต่ำถึงปานกลาง แต่อาจแนะนำความผิดปกติของสี - ตัวขยายลำแสงสะท้อนแสง: เหมาะสำหรับการใช้งานพลังงานสูงปราศจากความผิดปกติของสี แต่มีขนาดใหญ่ขึ้นและซับซ้อนกว่าในการจัดตำแหน่ง 4. ตัวอย่างแอปพลิเคชัน - การประมวลผลด้วยเลเซอร์: การขยายลำแสงหักเหของแสงถูกใช้ในการตัดด้วยเลเซอร์และการเชื่อมในขณะที่ตัวขยายลำแสงสะท้อนแสงถูกใช้ในการประมวลผลเลเซอร์กำลังสูง - การสังเกตทางดาราศาสตร์: ตัวขยายลำแสงสะท้อนแสงถูกใช้ในระบบกล้องโทรทรรศน์เพื่อขยายมุมมอง - การวัดแบบออปติคัล: ตัวขยายลำแสงหักเหของแสงถูกใช้ในเครื่องวัดเลเซอร์และการทดลองทางแสง - การสื่อสารด้วยเลเซอร์: การขยายลำแสงการหักเหของแสงใช้สำหรับการ collimation และการขยายตัวของลำแสง สรุป ตัวขยายลำแสงเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในระบบออพติคอลทำให้สามารถควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงและมุมแตกต่างได้อย่างแม่นยำเพื่อตอบสนองความต้องการแอปพลิเคชันที่หลากหลาย การออกแบบและการเลือกของพวกเขาขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นความยาวคลื่นพลังงานและกรณีการใช้งานเฉพาะ ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเครื่องขยายลำแสงยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องนำเสนอประสิทธิภาพและความสามารถรอบด้านที่ดีขึ้นในสาขาตั้งแต่การประมวลผลเลเซอร์ไปจนถึงการสังเกตทางดาราศาสตร์