Tin tức

Độ chính xác của hình bề mặt của các gương apererture lớn đóng một vai trò quan trọng trong độ phân giải hình ảnh. Các phương tiện kỹ thuật cụ thể để tăng cường độ chính xác của hình bề mặt có thể được thực hiện trong các lĩnh vực sản xuất, đo lường, thiết kế cấu trúc hỗ trợ và tối ưu hóa khả năng thích ứng môi trường. Chúng sẽ được xây dựng dưới đây: 1. Tối ưu hóa các quy trình sản xuất Quá trình kiểm tra xoay vòng dựa trên trọng lực: Trong môi trường sản xuất trên mặt đất, trọng lực ảnh hưởng đến hình ảnh bề mặt của gương aspheric không gian aperer lớn. Để đạt được sản xuất hình bề mặt không trọng trọng, một phương pháp kiểm tra xoay có độ chính xác cao dựa trên việc dỡ trọng lực có thể được thiết lập. Ví dụ: sử dụng phương pháp xoay vòng giữa các bước N-bước: Đầu tiên, làm rõ các nguyên tắc cơ bản của nó. Trong một trường hợp sản xuất cụ thể (ví dụ: gương aspheric ULE ex290mm), góc quay kiểm soát nghiêm ngặt và lỗi lệch tâm (lỗi góc thực tế <0,1 °, lỗi lệch tâm <0,1mm). Trong giai đoạn có độ chính xác thấp, sử dụng phương pháp xoay 3 bước để xử lý kết quả kiểm tra, nhanh chóng hội tụ độ chính xác của bề mặt gương lên 0,029λ rms. Giải quyết sự khuếch đại tích lũy của các lỗi đối xứng gây ra bởi phương pháp xoay thông qua việc loại bỏ được nhắm mục tiêu, tiếp tục hội tụ độ chính xác của hình bề mặt thành 0,023λ rms. Cuối cùng, sử dụng phương pháp xoay 6 bước để xử lý kết quả thử nghiệm và hướng dẫn sản xuất quang học, đạt được độ chính xác của hình bề mặt cao. Sau khi loại bỏ lỗi biến dạng do trọng lực gây ra, độ chính xác của hình bề mặt đạt 0,010λ rms, xấp xỉ hình bề mặt trọng lực bằng không của gương trên quỹ đạo. Phương pháp này áp dụng cho các gương chiếu xạ không gian rộng và lớp lớn hơn. Kỹ thuật mài & đánh bóng tối ưu hóa: Nghiền và đánh bóng rất quan trọng đối với độ chính xác của bề mặt gương. Trong nửa thế kỷ qua, các kỹ thuật cho gương aspheric lớn đã phát triển: Nghiền truyền thống đang được thay thế bằng mài CNC, cho phép loại bỏ vật liệu chính xác thông qua đường chạy dao và áp suất được kiểm soát (ví dụ: bề mặt quang học do máy tính điều khiển - CCOS). Các kỹ thuật đánh bóng xác định như hình chùm ion (IBF) và hoàn thiện từ tính (MRF) được áp dụng rộng rãi: IBF sử dụng các chùm ion năng lượng cao để loại bỏ vật liệu nano. MRF sử dụng chất lỏng từ tính để cải thiện độ nhám bề mặt và lỗi hình chính xác. Kết hợp các kỹ thuật tiên tiến này giúp tăng cường đáng kể độ chính xác của hình bề mặt. 2. Những cải tiến về đo lường bề mặt Thuật toán phát hiện độ chính xác cao: Để kiểm tra thành phần quang học aptical lớn: Một phương pháp "phân đoạn kép" định vị hiệu quả các điểm laser với các biến thể cường độ lớn. Phương pháp centroid màu xám cung cấp chiết xuất centroid tại chỗ ổn định. Phân loại dựa trên tính năng xác định các điểm phản xạ mặt trước. Các thuật toán này cải thiện độ chính xác đo lường, cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để điều chỉnh bề mặt. Phương pháp đo lường nâng cao: Quét Phương pháp Pentaprism: Đo lường gương phẳng lớn bằng cách quét Pentaprism và Autocollimator để phát hiện sự khác biệt góc nghiêng. Hình bề mặt được biểu diễn dưới dạng sự kết hợp tuyến tính của đa thức zernike, được giải quyết thông qua phù hợp bình phương nhỏ nhất. Đạt được độ chính xác RMS 7,6Nm. Được xác minh chống lại phương pháp Ritchey-Common (chênh lệch: 7.1nm RMS cho gương 1,5m). Phương pháp Ritchey-Common: Yêu cầu gương tham khảo hình cầu. Phân tích độ lệch tâm và lỗi nghiêng thông qua mô hình quang học. Mô phỏng cho gương 2M hiển thị: Với độ lệch tâm <5% khẩu độ và độ nghiêng <1 ° trong phạm vi góc Ritchey 11 ° -30 °, lỗi phục hồi bề mặt là ~ 10⁻³λ rms. Ứng dụng thực tế đạt được 0,0238λ rms và 0,1629λ pV cho gương φ2m (= 632,8nm). 3. Tối ưu hóa thiết kế cấu trúc hỗ trợ Cấu trúc hỗ trợ công suất cao: Địa chỉ suy thoái do căng thẳng: Ví dụ: Gương không gian chính xác cao 1,5m (vật liệu RB-SIC) với thiết kế nhẹ ba mặt sau và giá treo uốn cong ba điểm. Được tối ưu hóa bằng phần mềm ISIGH để giảm thiểu thay đổi RMS theo 9 Kịch bản lỗi lắp ráp (lỗi 0,01mm). Kết quả: Tỷ lệ hạng nhẹ: 82,1% (khối lượng: 170,23kg) Trọng lực 1g: <0,016λ rms Chuyển vị cưỡng bức 0,02mm: 0,016λ rms 20 ℃ ± 5 ℃: ΔRMS <0,002λ Tần số tự nhiên đầu tiên: 101.3Hz Giảm thiểu tác động kết dính: Mô hình hóa co ngót bảo dưỡng bằng cách sử dụng FEM tải nhiệt. Phân tích ảnh hưởng của khối lượng dính, vị trí, phân phối và tham số. Thiết kế tối ưu cho gương hình chữ nhật: Sáu vòng dính linh hoạt gắn bên Phân phối gần đồng phục không đồng nhất Chất kết dính: Ø10mm × độ dày 0,1mm Kết quả: PV = 53,26nm, RMS = 10,98nm, ứng suất tối đa = 0,04MPa Khung tối ưu hóa cấu trúc liên kết giảm trọng lượng 62,12% (7,93kg). 4. Giảm các hiệu ứng vi mô môi trường Khi các cảm biến từ xa không gian tăng trong khẩu độ và thiết kế nhẹ, độ cứng của gương giảm, làm cho các hình bề mặt dễ bị biến đổi vi mô (ví dụ, từ động cơ bước, bánh xe phản ứng, máy lạnh). Phương pháp phân tích phản ứng động: Kết hợp sự chồng chất phương thức và phù hợp đa thức Zernike. Thể hiện mỗi hình dạng chế độ như là sự kết hợp tuyến tính của đa thức zernike. Tính toán lỗi bề mặt động tổng thể thông qua sự chồng chất phương thức. Phân tích quang sai quang học từ các biến đổi vi mô thông qua các hệ số zernike. Cho phép giảm thiểu mục tiêu của các lỗi bề mặt do rung động để cải thiện độ phân giải hình ảnh.

Gương apererture lớn được sử dụng rộng rãi trong quan sát trái đất và thiết kế khẩu độ tối ưu của chúng đòi hỏi phải xem xét toàn diện nhiều yếu tố, khác nhau giữa các kịch bản ứng dụng khác nhau. Phân tích sau đây xem xét các khía cạnh chính bao gồm các yêu cầu về độ phân giải, khoảng cách quan sát và nền tảng, đặc điểm hệ thống quang học và chi phí sản xuất với tính khả thi kỹ thuật: Yêu cầu giải quyết Độ phân giải không gian: Quan sát Trái đất độ phân giải không gian cao như giám sát đô thị và trinh sát quân sự, các gương kiểm soát lớn để tăng cường độ phân giải. Theo tiêu chí của Rayleigh, độ phân giải góc của kính viễn vọng liên quan đến bước sóng λ và phản chiếu khẩu độ d là θ = 1.22λ / D. Trong dải có thể nhìn thấy (λ ≈ 550nm), đạt được độ phân giải cao đòi hỏi phải tăng giá. Khi quan sát từ quỹ đạo địa tĩnh, khẩu độ phải được tính toán chính xác dựa trên các yêu cầu về khoảng cách và độ phân giải để đạt được độ phân giải pixel mặt đất cụ thể. Độ phân giải quang phổ: Các ứng dụng liên quan đến phân tích quang phổ của bề mặt Trái đất (ví dụ, giám sát thảm thực vật, thăm dò tài nguyên) ưu tiên độ phân giải quang phổ. Trong khi phổ kế chủ yếu xác định độ phân giải quang phổ, gương apererture lớn thu thập nhiều ánh sáng hơn, tăng cường độ bền tín hiệu và cải thiện gián tiếp độ phân giải quang phổ. Ví dụ, giám sát nồng độ diệp lục đại dương được hưởng lợi từ việc thu thập ánh sáng nâng cao, cho phép phân tích quang phổ chính xác hơn. Ở đây, sự đánh đổi giữa khả năng thu thập ánh sáng tăng lên và độ phức tạp của hệ thống phải được cân bằng để xác định khẩu độ tối ưu. Khoảng cách quan sát và nền tảng Các nền tảng quỹ đạo đất thấp (LEO): Ở độ cao vài trăm km, quan sát LEO đòi hỏi khẩu độ tương đối nhỏ hơn. Các vệ tinh viễn thám LEO nhỏ, bị hạn chế bởi công suất và chi phí nền tảng, thường sử dụng khẩu độ từ hàng chục cm đến ~ 1 mét. Tuy nhiên, giám sát độ phân giải cao của các khu vực cụ thể có thể yêu cầu khẩu độ lớn hơn (ví dụ: các vệ tinh thương mại với khẩu độ đa mét để chụp ảnh tốt). Các nền tảng quỹ đạo địa tĩnh (GEO): Ở độ cao ~ 36.000 km, quan sát trái đất hiệu quả đòi hỏi khẩu độ cực lớn. Hình ảnh độ phân giải cao từ GEO có thể đòi hỏi khẩu độ từ vài mét trở lên. Chẳng hạn, JAXA của Nhật Bản đã phát triển một kính viễn vọng địa lý với khẩu độ 3,6 m bao gồm sáu phân đoạn gương để đạt được quan sát Trái đất có độ phân giải cao. Đặc điểm hệ thống quang học Loại hệ thống quang học: Các hệ thống khác nhau (ví dụ: Cassegrain, Ritchey-chrétien) áp đặt các yêu cầu khẩu độ khác nhau. Các thông số thiết kế như tỷ lệ tiêu cự và khẩu độ tương đối của gương chính/thứ cấp phải được xem xét. Các hệ thống quang học khẩu độ tổng hợp, kết hợp các gương nhỏ hơn để mô phỏng khẩu độ lớn, đòi hỏi tối ưu hóa khẩu độ mirror phụ và khẩu độ tổng hợp tương đương dựa trên độ phân giải và nhu cầu tầm nhìn trường. Hiệu chỉnh quang sai: Khẩu độ lớn dễ bị quang sai (ví dụ: hình cầu, hôn mê). Điều chỉnh những điều này có thể liên quan đến các yếu tố phức tạp hoặc hình dạng gương chuyên dụng, ảnh hưởng đến lựa chọn khẩu độ. Ví dụ, gương chiếu xạ chính xác có hiệu quả quang sai trong khẩu độ lớn, nhưng độ khó sản xuất của chúng và quy mô chi phí với kích thước. Do đó, cân bằng hiệu quả hiệu chỉnh và thiết kế khẩu độ là rất quan trọng để tối ưu hóa. Chi phí sản xuất và tính khả thi về kỹ thuật Vật liệu và quy trình: Hạn chế vật liệu và sản xuất giới hạn kích thước khẩu độ có thể đạt được. Kính quang truyền thống phải đối mặt với biến dạng dưới trọng lượng tự trong gương lớn, làm tổn hại độ chính xác bề mặt. Vật liệu tiên tiến (ví dụ, hợp kim Beryllium-nhôm, ULE Glass) cung cấp hiệu suất vượt trội nhưng phải chịu chi phí cao và các thách thức xử lý. Sản xuất chính xác (mài, đánh bóng) và đo lường cho khẩu độ lớn làm tăng thêm độ phức tạp và chi phí. Thiết kế khẩu độ phải phù hợp với các vật liệu, quy trình và ngân sách hiện có. Thử thách khởi động và triển khai: Khẩu độ lớn hơn làm tăng khối lượng và khối lượng, làm phức tạp khởi động vệ tinh và triển khai quỹ đạo. Limited khởi động công suất xe đòi hỏi phải bao bì nhỏ gọn và triển khai quỹ đạo đáng tin cậy. Ví dụ, các thiết kế gương có thể triển khai phải đảm bảo tính ổn định và độ chính xác trong quá trình khởi chạy và mở ra. Các quyết định khẩu độ phải tích hợp chi phí khởi động và tính khả thi triển khai.

Gương lớn đóng vai trò quan trọng trong quan sát thiên văn để tăng cường độ phân giải và sức mạnh thu thập ánh sáng, được củng cố bởi các nguyên tắc vật lý rõ ràng. Nguyên tắc vật lý để tăng cường độ phân giải Tiêu chí Rayleigh và độ phân giải góc: Do tính chất sóng của ánh sáng, một nguồn điểm được chụp qua một hệ thống quang học không tạo thành một hình ảnh điểm hoàn hảo mà là một mẫu nhiễu xạ gọi là đĩa thoáng. Tiêu chí Rayleigh xác định điều kiện để giải quyết hai nguồn điểm liền kề: chúng chỉ có thể giải quyết được khi trung tâm của một đĩa không khí của một nguồn trùng với vòng tối đầu tiên của đĩa không khí của người kia. Tại thời điểm này, sự phân tách góc (độ phân giải góc) giữa các nguồn thỏa mãn công thức trong đó là bước sóng của ánh sáng và D là đường kính khẩu độ của hệ thống quang học (nghĩa là đường kính của gương). Từ công thức này, rõ ràng là đối với một bước sóng quan sát nhất định, đường kính gương lớn hơn D dẫn đến độ phân giải góc nhỏ hơn. Điều này có nghĩa là các đối tượng thiên thể gần hơn có thể được phân biệt, do đó cải thiện độ phân giải của các quan sát thiên văn. Ví dụ, trong cùng một dải quan sát, một gương apererture lớn có thể cải thiện độ phân giải góc vài lần so với một gương apererture nhỏ. Các ngôi sao quá gần nhau để được giải quyết với một kính viễn vọng nhỏ trở nên có thể tách biệt rõ ràng với một tấm gương apererture lớn. Tần suất không gian và truyền thông tin: Từ quan điểm của tần số không gian, quá trình hình ảnh quang học có thể được coi là sự chuyển giao thông tin tần số không gian của một đối tượng. Thông tin tần số cao tương ứng với các chi tiết tốt, trong khi thông tin tần số thấp tương ứng với phác thảo tổng thể. Một tấm gương lớn, với khẩu độ rộng hơn, thu thập các tia sáng từ một phạm vi góc lớn hơn. Điều này cho phép nó chuyển thông tin tần số không gian cao hơn, có nghĩa là các chi tiết tốt hơn của các đối tượng thiên thể có thể được hiển thị, do đó tăng cường độ phân giải. Ví dụ, khi quan sát các cấu trúc thiên hà, các gương apererture lớn có thể nắm bắt các chi tiết tinh tế của các cánh tay xoắn ốc và các vùng hình thành sao trong các thiên hà, trong khi các gương apererture nhỏ chỉ có thể tiết lộ phác thảo cơ bản của thiên hà. Nguyên tắc vật lý để tăng cường sức mạnh thu thập ánh sáng Mối quan hệ giữa thông lượng ánh sáng và khẩu độ: Sức mạnh thu thập ánh sáng thường được đo bằng thông lượng ánh sáng. Theo các nguyên tắc quang học, thông lượng ánh sáng được thu thập bởi kính viễn vọng tỷ lệ thuận với khu vực A của gương chính của nó và vùng gương A tỷ lệ thuận với bình phương đường kính của nó (trong đó D là đường kính gương). Điều này cho thấy đường kính lớn hơn có nghĩa là diện tích gương lớn hơn, thu thập nhiều thông lượng ánh sáng hơn. Ví dụ, nhân đôi đường kính gương tăng gấp bốn lần diện tích của nó và thông lượng ánh sáng được thu thập. Điều này cho phép các gương apererture lớn quan sát các vật thể thiên thể mờ hơn vì ngay cả ánh sáng cực kỳ mờ, khi được thu thập và cô đặc bởi gương lớn, cũng có thể tạo ra tín hiệu có thể phát hiện được trên máy dò. Sức mạnh tín hiệu và ức chế tiếng ồn: Thông lượng ánh sáng lớn hơn không chỉ cho phép quan sát các vật thể mờ hơn mà còn cải thiện đáng kể cường độ tín hiệu và ngăn chặn tiếng ồn. Trong các quan sát thiên văn, các máy dò bị ảnh hưởng bởi các loại nhiễu khác nhau, chẳng hạn như nhiễu nhiệt và nhiễu bắn. Sức mạnh tín hiệu tỷ lệ thuận với số lượng photon được thu thập. Một tấm gương apererture lớn thu thập nhiều photon hơn, do đó làm tăng cường độ tín hiệu. Theo mối quan hệ thống kê giữa tín hiệu và nhiễu, khi cường độ tín hiệu tăng lên, tác động tương đối của nhiễu đối với tín hiệu giảm, có nghĩa là tỷ lệ tín hiệu-nhiễu (SNR) được cải thiện. Điều này cho phép trích xuất rõ ràng hơn thông tin đặc trưng của một đối tượng trong quá trình xử lý dữ liệu, tăng cường hơn nữa khả năng quan sát các chi tiết tốt. Ví dụ, khi quan sát các thiên hà xa xôi, số lượng photon lớn hơn được thu thập bởi một tấm gương apolror lớn dẫn đến các đặc điểm quang phổ rõ ràng hơn, cho phép các phép đo chính xác hơn về các tính chất như dịch chuyển đỏ và thành phần hóa học. Tóm lại, gương Aperture lớn tăng cường độ phân giải bằng cách tăng đường kính để giảm độ phân giải góc theo tiêu chí Rayleigh và bằng cách sử dụng khẩu độ lớn hơn để chuyển thông tin tần số không gian cao hơn. Đồng thời, họ tăng cường sức mạnh thu thập ánh sáng bằng cách tăng diện tích gương để thu thập nhiều thông lượng ánh sáng hơn và bằng cách cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm. Điều này cung cấp các khả năng quan sát chưa từng có cho thiên văn học, thúc đẩy sự tiến bộ liên tục của lĩnh vực này.

Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ thăm dò không gian, các gương apererture lớn đã ngày càng trở nên quan trọng trong lĩnh vực này. Họ đóng một vai trò không thể thay thế trong việc tăng cường khả năng thăm dò không gian và mở rộng phạm vi quan sát. Dưới đây, chúng tôi xây dựng các ứng dụng của các gương apererture lớn trong khám phá không gian từ nhiều quan điểm. Quan sát thiên văn Cải thiện độ phân giải và khả năng thu thập ánh sáng: Gương ăn uống lớn thu thập nhiều ánh sáng hơn, do đó tăng cường sức mạnh thu thập ánh sáng của kính viễn vọng. Trong quan sát thiên văn, điều này cho phép phát hiện các vật thể thiên thể mờ hơn. Ví dụ, khi quan sát các thiên hà xa xôi, các gương apererture lớn có thể thu được ánh sáng mờ nhạt phát ra từ các thiên hà hàng tỷ năm ánh sáng, cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu tiến hóa thiên hà trong vũ trụ đầu tiên. Ngoài ra, khẩu độ lớn của họ cải thiện độ phân giải, cho phép phân biệt các cấu trúc tốt hơn trong các thiên thể. Ví dụ, hình ảnh độ phân giải cao của các bề mặt sao hoặc các vùng hình thành sao trong các thiên hà giúp các nhà khoa học có được những hiểu biết sâu sắc hơn về các tính chất vật lý của các đối tượng này. Các quan sát hồng ngoại và hồng ngoại xa: Gương ăn uống lớn có ý nghĩa như nhau trong các quan sát hồng ngoại và hồng ngoại xa. Các vật thể thiên thể nhiệt độ thấp, chẳng hạn như protostar và đám mây bụi lạnh, phát ra năng lượng chủ yếu trong phổ hồng ngoại. Gương apererture lớn thu thập hiệu quả ánh sáng trong các bước sóng này, hỗ trợ các nhà thiên văn học trong việc nghiên cứu các quá trình hình thành sao và hành tinh. Các khái niệm như kính viễn vọng lớn cho một khẩu độ lớn cho các nghiên cứu vũ trụ (SALTUS), đề xuất kính viễn vọng trung bình/xa, tận dụng các ăng-ten gương 20 mét bơm hơi để đạt được khả năng thu thập photon chưa từng có, mở khóa khám phá hồng ngoại sâu hơn của vũ trụ. Quan sát Trái đất Giám sát khí tượng và khí hậu: Trong theo dõi thời tiết và khí hậu, gương AREPTURE lớn cho phép hình ảnh độ phân giải cao cho các vệ tinh khí tượng. Bằng cách chụp các hình ảnh độ phân giải cao trên bề mặt và bầu khí quyển của Trái đất, họ cải thiện việc giám sát các hình thành đám mây, chuyển động và phát triển, tăng cường độ chính xác dự đoán thời tiết. Các phép đo chính xác của các tham số như nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ đại dương cũng hỗ trợ nghiên cứu về biến đổi khí hậu, cung cấp dữ liệu quan trọng để tinh chỉnh các mô hình khí hậu. Ví dụ, các gương aperture lớn tăng cường độ chính xác quan sát của phân bố hơi nước trong khí quyển, cải thiện dự báo cho lượng mưa và các hiện tượng thời tiết khác. Giám sát tài nguyên và môi trường: Đối với giám sát tài nguyên và môi trường của Trái đất, gương AREPTURE lớn tạo điều kiện cho các quan sát chi tiết về phân phối tài nguyên bề mặt. Các ứng dụng bao gồm theo dõi các thay đổi che phủ rừng, mô hình sử dụng đất và phân bổ tài nguyên nước. Họ cũng theo dõi ô nhiễm môi trường, như ô nhiễm không khí và biển. Hình ảnh độ phân giải cao cho phép phát hiện kịp thời các thay đổi môi trường, cung cấp hướng dẫn khoa học cho bảo tồn và quản lý tài nguyên bền vững. Giao tiếp quang học không gian Hiệu suất liên kết giao tiếp nâng cao: Trong giao tiếp quang học không gian, gương APTURE lớn đóng vai trò là ăng-ten quang học. Khẩu độ lớn của chúng làm tăng hiệu quả của việc thu thập và truyền tín hiệu ánh sáng, tăng sức mạnh liên kết và tốc độ truyền dữ liệu. Điều này đảm bảo truyền tín hiệu ổn định trên khoảng cách dài, giảm thiểu sự suy giảm tín hiệu và nhiễu. Ví dụ, trong các giao tiếp giữa các đầu dò trái đất và không gian sâu, gương aperer lớn nhận được hiệu quả các tín hiệu quang yếu từ các đầu dò trong khi truyền tín hiệu lệnh, đảm bảo giao tiếp đáng tin cậy và hiệu quả. Điểm và theo dõi độ chính xác cao: Kết hợp với các hệ thống trỏ và theo dõi nâng cao, gương apererture lớn cho phép căn chỉnh chính xác với các mục tiêu giao tiếp. Trong các liên kết trạm đến vệ tinh đến vệ tinh hoặc vệ tinh, chúng đảm bảo truyền và tiếp nhận tín hiệu chính xác. Thông qua các công nghệ điều khiển tinh vi, các gương này nhanh chóng điều chỉnh định hướng của chúng để thích ứng với nhu cầu giao tiếp động và chuyển động mục tiêu, duy trì các liên kết giao tiếp quang ổn định. Những thách thức và giải pháp kỹ thuật Thiết kế hạng nhẹ: Một thách thức chính đối với các gương apererture lớn trong không gian là những hạn chế về trọng lượng. Các thiết kế nhẹ, ví dụ như các cấu trúc bánh sandwich tổ ong và các vật liệu có mật độ thấp, cường độ cao, điều này trong khi duy trì tính toàn vẹn cấu trúc và hiệu suất quang học. Ví dụ, gương sử dụng kính mở rộng cực thấp (ULE) kết hợp với lõi tổ ong đạt được giảm trọng lượng mà không ảnh hưởng đến các yêu cầu nhiệm vụ không gian. Thiết kế cấu trúc hỗ trợ: Cấu trúc hỗ trợ tối ưu là rất quan trọng để duy trì độ chính xác bề mặt của các gương apererture lớn. Các giải pháp phổ biến bao gồm hỗ trợ ba điểm hoặc hexapod. Thiết kế phải giải thích cho phân phối điểm hỗ trợ và độ cứng để giảm thiểu ứng suất hấp dẫn và nhiệt. Ví dụ, các hệ thống hỗ trợ khớp hình cầu ba điểm giảm thiểu ứng suất biến dạng nhiệt và biến dạng nhiệt trên quỹ đạo, đảm bảo tính nhất quán giữa thử nghiệm mặt đất và hiệu suất trong quỹ đạo. Tìm hiểu thêm về gia công chính xác trong các hệ thống quang học Kiểm soát ổn định nhiệt: Biến động nhiệt độ trong không gian ảnh hưởng đến sự ổn định nhiệt của gương và độ chính xác bề mặt. Các giải pháp bao gồm sử dụng vật liệu mở rộng nhiệt thấp, lớp phủ điều khiển nhiệt và hệ thống quản lý nhiệt hoạt động. Những biện pháp này duy trì hiệu suất quang học trên các nhiệt độ khác nhau. Ngoài việc có khả năng sản xuất của các thành phần quang học có độ chính xác cao, MG Optics cũng sở hữu khả năng phát triển các hệ thống quang hoàn chỉnh.

Hình ảnh phân tán, như một kỹ thuật hình ảnh quan trọng, cho thấy giá trị ứng dụng độc đáo trên nhiều trường. Các công nghệ hình ảnh quang học truyền thống phải đối mặt với các giới hạn khi xử lý các vấn đề như biến dạng mặt sóng và suy thoái hình ảnh do tán xạ. Ngược lại, hình ảnh tán xạ có một cách tiếp cận sáng tạo bằng cách tận dụng các hiệu ứng tán xạ để đạt được hình ảnh thông qua phương tiện phân tán hoặc phương tiện phức tạp, thậm chí thể hiện các khả năng siêu phân giải. Các phần sau đây cung cấp phần giới thiệu chi tiết về hình ảnh tán xạ quang học: Nguyên tắc cơ bản của hình ảnh tán xạ quang học: Khi ánh sáng gặp các bộ phân tán (ví dụ: môi trường đục, mô sinh học) trong quá trình lan truyền, hướng của nó thay đổi một hiện tượng được gọi là tán xạ. Trong hình ảnh tán xạ quang học, các photon mang thông tin mục tiêu bị phá vỡ bởi sự phân bố không đồng nhất của các hạt và các chỉ số khúc xạ trong môi trường tán xạ, dẫn đến hình ảnh phát hiện trực tiếp bị biến dạng. Ví dụ, trong điều kiện sương mù, sự tán xạ ánh sáng bởi các giọt nước gây ra sự quan sát mờ của các vật thể. Tuy nhiên, hình ảnh tán xạ quang học phụ thuộc vào việc phân tích và xử lý các photon phân tán này để tái tạo hình ảnh. Photon rải rác có thể được phân loại là: Photon đạn đạo (di chuyển gần như thẳng, mang thông tin mục tiêu rõ ràng), Photon giống rắn (trải qua nhiều tán xạ, giữ lại thông tin mục tiêu một phần), Photon khuếch tán (rất ngẫu nhiên sau khi tán xạ rộng). Các loại photon khác nhau đóng vai trò riêng biệt trong hình ảnh. Các kỹ thuật hình ảnh tán xạ truyền thống thường tập trung vào việc tối ưu hóa việc thu thập các photon đạn đạo để tái tạo hình ảnh. Kỹ thuật hình ảnh tán xạ quang truyền thống: Các phương pháp thông thường dựa trên bộ sưu tập photon đạn đạo cố gắng trích xuất thông tin mục tiêu bằng cách cách ly các photon này với ánh sáng phân tán. Phương pháp tiếp cận ban đầu sử dụng các thiết kế quang học cụ thể và cấu hình máy dò để ưu tiên chụp photon đạn đạo. Tuy nhiên, trong các kịch bản thực tế, các photon đạn đạo khan hiếm, và hầu hết các photon trong môi trường tán xạ mạnh là không ballistic do nhiều tán xạ. Do đó, các kỹ thuật như vậy hoạt động kém trong môi trường với độ dày quang học lớn và có khả năng ứng dụng hạn chế. Hình ảnh tán xạ quang học tính toán: Với những tiến bộ công nghệ, hình ảnh tán xạ tính toán đã xuất hiện, nhấn mạnh việc sử dụng các photon không ballistic trong môi trường tán xạ dày. Phương pháp tiếp cận chính bao gồm: Hiệu ứng bộ nhớ quang và thuật toán truy xuất pha: Hiệu ứng bộ nhớ quang học mô tả cách môi trường tán xạ giữ lại "bộ nhớ" của ánh sáng sự cố trong một số điều kiện nhất định. Thay đổi góc độ chiếu sáng hoặc vị trí tạo ra các biến thể tương quan trong trường phân tán. Tận dụng hiệu ứng này với các thuật toán truy xuất pha cho phép phục hồi thông tin pha đích từ các trường phân tán. Ví dụ, các thí nghiệm tái cấu trúc hình ảnh mục tiêu bằng cách tương quan ánh sáng phân tán với các mục tiêu thông qua hiệu ứng bộ nhớ và giải quyết thông tin pha. Phương pháp này cho thấy hứa hẹn cho phương tiện tán xạ dày động và tiềm năng trong hình ảnh tầm xa, trường rộng. Hình ảnh nhiễu xạ mạch lạc: Kỹ thuật này sử dụng chiếu sáng ánh sáng kết hợp và các thuật toán lặp để tái cấu trúc biên độ và pha mục tiêu từ các mẫu nhiễu xạ đo được. Bằng cách ghi lại cường độ ánh sáng phân tán (thiếu dữ liệu pha), các thuật toán truy xuất pha lặp lại để giải quyết thông tin bị thiếu. Hình ảnh nhiễu xạ kết hợp vượt qua các giới hạn độ phân giải truyền thống, cho phép hình ảnh độ phân giải cao của các cấu trúc vi mô trong khoa học vật liệu và y sinh. Động cơ lặp ptychographic: Ptychography tái cấu trúc hình ảnh độ phân giải cao bằng cách quét các vùng mục tiêu và xử lý lặp lại dữ liệu cường độ phân tán. Liên tục điều chỉnh các vị trí quét và các góc giúp tăng cường thu thập thông tin, cải thiện độ phân giải và chất lượng. Phương pháp này vượt trội trong việc chụp ảnh các mục tiêu không phân biệt và giữ giá trị đáng kể trong các ứng dụng hình ảnh tán xạ thực tế. Đường dẫn ánh sáng thử nghiệm của hình ảnh tán xạ dựa trên ma trận truyền quang Những thách thức và hạn chế: Mặc dù tiến bộ đáng chú ý, hình ảnh tán xạ quang học đối mặt với những thách thức: Môi trường động: Phương tiện tán xạ thay đổi nhanh chóng (ví dụ: khói chảy, mô sinh học động) đòi hỏi xử lý thời gian thực để phát triển dữ liệu tán xạ, đòi hỏi các thuật toán và sức mạnh tính toán hiệu quả cao. Độ phân giải và chất lượng: Phương tiện tán xạ dày thường làm suy giảm chất lượng hình ảnh do mất thông tin và tiếng ồn từ nhiều tán xạ, dẫn đến mờ hoặc biến dạng. Tính đặc hiệu kịch bản: Nhiều kỹ thuật vượt trội trong các điều kiện cụ thể nhưng thiếu tính tổng quát, hạn chế sự mạnh mẽ của chúng trên các ứng dụng trong thế giới thực khác nhau. Ứng dụng: Y sinh: cho phép chụp ảnh các cấu trúc mô bên trong thông qua tán xạ ánh sáng, hỗ trợ chẩn đoán bệnh (ví dụ, phát hiện ung thư giai đoạn đầu thông qua phân tích ánh sáng tán xạ từ các mô). Giám sát môi trường: tạo điều kiện cho hình ảnh thông qua sương mù, khói hoặc khói mù để theo dõi các nguồn ô nhiễm ở xa hoặc hiện tượng khí tượng. Kiểm tra công nghiệp: Hỗ trợ thử nghiệm không phá hủy các vật liệu mờ bằng cách phân tích ánh sáng rải rác để xác định các khiếm khuyết bên trong, nâng cao chất lượng và an toàn sản phẩm.

Các hệ thống quang học ba góc tự do có định dạng lớn có tầm quan trọng đáng kể trong lĩnh vực quang học, với xu hướng phát triển của chúng đối với hiệu quả, độ chính xác và nhỏ gọn cao hơn. Điều này liên quan đến nhiều con đường kỹ thuật quan trọng, sẽ được xây dựng chi tiết dưới đây: 1. Tối ưu hóa thiết kế hệ thống quang học ban đầu 1.1 Xây dựng hệ thống ban đầu dựa trên lý thuyết: Việc sử dụng lý thuyết quang sai vector và nguyên tắc của Fermat cho phép thu thập trực tiếp các hệ thống ban đầu miễn phí không có chất lượng hình ảnh tốt. Ví dụ, khi thiết kế các hệ thống quang học ngoài trục miễn phí trường rộng, phương pháp này thiết lập các khung ban đầu chỉ yêu cầu tối ưu hóa đơn giản để đạt được các hệ thống cuối cùng, làm giảm hiệu quả độ phức tạp của thiết kế. 1.2 Thiết kế mở rộng trường dần dần: Bắt đầu từ các trường ban đầu nhỏ hơn, trường nhìn được mở rộng dần dần bằng cách sử dụng các gia tăng có độ dài bằng nhau cho đến khi đạt được trường toàn bộ mục tiêu. Trong mỗi bước mở rộng, độ nhạy của lỗi được tính toán lại và kiểm soát đến mức thấp hơn các giai đoạn trước. Ví dụ, trong việc thiết kế các hệ thống ba gương ngoài trục miễn phí trường rộng với độ nhạy lỗi thấp, trường được mở rộng dần trong khi sử dụng các bề mặt dạng tự do để điều chỉnh quang sai để đạt được các mục tiêu độ nhạy lỗi thấp. 2. Ứng dụng và Tối ưu hóa các bề mặt dạng tự do 2.1 Hiệu chỉnh quang sai miễn phí: Các bề mặt tự do điều chỉnh quang sai một cách hiệu quả trong các hệ thống ba gương ngoài trục. Khi chuyển đổi từ các cấu hình đồng trục sang cấu hình ngoài trục giới thiệu các quang sai mới, các bề mặt dạng tự do có thể bù cho phù hợp. Ví dụ, trong việc thiết kế các hệ thống ba gương ngoài trục nhỏ gọn với điều chỉnh độ loạn thị, các bề mặt dạng tự do bù các quang sai mới được tạo ra để đạt được hiệu suất giới hạn gần như giảm dần. 2.2 Mở rộng trường qua các bề mặt tự do: Trong các thiết kế hệ thống trường rộng, tối ưu hóa aspheric thông thường thường không đủ. Áp dụng các bề mặt dạng tự do đa thức Zernike cho gương đại học làm tăng đáng kể sự tự do thiết kế và mở rộng các trường hình ảnh. Ví dụ, trong các hệ thống hình ảnh quang học không gian, phương pháp này đạt được các trường sagittal lên đến 20 °. 2.3 Nén âm lượng qua các bề mặt dạng tự do: Tận dụng các bề mặt tự do của các bề mặt cân bằng quang sai và khả năng nén âm lượng cho phép các thiết kế hệ thống ba gương ngoài trục nhỏ gọn. Được hướng dẫn bởi lý thuyết quang sai nút trong quá trình tối ưu hóa và tuân theo các quy tắc tối ưu hóa cụ thể, các hệ thống nhỏ gọn có thể được thực hiện. 3. Tối ưu hóa hiệu quả lạnh và lạnh 3.1 Máy dò lạnh và cấu hình dừng lạnh: Trong các hệ thống ba gương ngoài trục hồng ngoại lạnh, sử dụng điểm dừng lạnh của máy dò khi dừng khẩu độ đạt được hiệu quả dừng lạnh 100%. Việc triển khai ví dụ chứng minh cải thiện hiệu suất hệ thống đáng kể. 3.2 Hình ảnh gương của Aperture Stop: Hình ảnh khẩu độ dừng ở vị trí gương chính thông qua gương thứ cấp và đại học làm giảm đáng kể kích thước gương chính trong khi duy trì hiệu suất, đạt được các thiết kế nhỏ gọn. 4. Căn chỉnh hệ thống và kiểm soát chính xác 4.1 Phân tích và bồi thường độ cong trường: Dựa trên lý thuyết quang sai mặt sóng vector, phân tích các đặc tính độ cong của trường trong các trạng thái phân nhánh nhỏ cho phép bù thông qua nghiêng mặt phẳng tiêu cự. Các nghiên cứu mô phỏng làm rõ mối quan hệ giữa số lượng phụ và độ chính xác liên kết gương, thông báo các quy trình liên kết tối ưu hóa để tăng cường độ chính xác hình ảnh. 4.2 Tối ưu hóa quy trình căn chỉnh: Tinh chỉnh liên tục các phương pháp căn chỉnh giúp cải thiện hiệu quả và độ chính xác. Ví dụ, thử nghiệm MTF camera cho các đặc tính độ cong của trường và bù qua các điều chỉnh độ nghiêng mặt phẳng tiêu cự giúp tăng cường hiệu suất MTF trường cạnh trên tất cả các trường. 5. Tối ưu hóa tạo đường dao và gia công 5.1 Lập kế hoạch đường đánh bóng miễn phí: lập kế hoạch đường dẫn: Phương pháp tạo đường chạy dao hiệu quả được đề xuất để chế tạo gương tự do. Đối với các gương chính và đại học trong các hệ thống ngoài trục, các chiến lược đánh bóng dựa trên NURBS (các đường dẫn tròn đồng tâm, kết nối và xoắn ốc) với phân tích tư thế công cụ đảm bảo độ chính xác gia công. 5.2 Kết hợp thiết bị quy trình: Tối ưu hóa liên tục các quy trình gia công kết hợp với thiết bị chính xác cao giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả chế tạo bề mặt dạng tự do, do đó nâng cao hiệu suất hệ thống quang học tổng thể.

Mục tiêu thiết kế Khả năng tương thích với các máy dò định dạng lớn: Với nhu cầu ngày càng tăng đối với viễn thám hồng ngoại cực lớn, hệ thống quang học phải được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu hình ảnh có độ phân giải cao, chẳng hạn như các máy dò hồng ngoại có độ phân giải lớn 4K. Hiệu quả dừng lạnh cao: Sử dụng điểm dừng lạnh của máy dò hồng ngoại được làm mát khi dừng khẩu độ của hệ thống, nhắm đến hiệu quả dừng lạnh 100% để nâng cao khả năng thu thập bức xạ của máy dò và cải thiện chất lượng hình ảnh. Trường nhìn rộng (FOV) và cấu hình không bị cản trở: đạt được phạm vi quan sát rộng hơn trong khi tránh mất ánh sáng và ánh sáng đi lạc gây ra bởi các vật cản, đảm bảo tính toàn vẹn và rõ ràng của hình ảnh. Chất lượng hình ảnh vượt trội: Hàm truyền điều chế (MTF) của hệ thống phải đáp ứng các tiêu chí được chỉ định trên tất cả các trường quan sát để đảm bảo hình ảnh sắc nét cho các ứng dụng thực tế. Cấu hình cấu trúc Kết hợp gương: Một cấu trúc hình ảnh thứ cấp thường sử dụng một gương aspheric đặt hàng chẵn và hai gương tự do. Cấu hình này điều chỉnh hiệu quả quang sai và tăng cường hiệu suất hình ảnh. Ví dụ, gương chính áp dụng bề mặt hình cầu chẵn, trong khi gương thứ cấp và đại học sử dụng các bề mặt dạng tự do đa thức XY. Tính linh hoạt của các bề mặt dạng tự do cho phép điều chỉnh các quang sai được tạo ra dưới các FOV lớn. Khẩu độ dừng và thoát khỏi học sinh: Một học sinh thoát hiểm thực sự được liên kết với điểm dừng lạnh để đạt được hiệu quả dừng lạnh 100%. Trong một số thiết kế, hình ảnh gương thứ cấp và cấp ba, khẩu độ dừng lại vào vị trí của gương chính, không chỉ hoàn thành mục tiêu hiệu quả dừng lạnh mà còn giảm đáng kể khẩu độ của gương chính và tối ưu hóa độ nhỏ gọn của hệ thống. Công nghệ chính Áp dụng các bề mặt dạng tự do: Bề mặt tự do đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng FOV và điều chỉnh quang sai. Ví dụ, các bề mặt dạng tự do đa thức XY trên gương thứ cấp và đại học cho phép điều chỉnh linh hoạt các đường dẫn ánh sáng để bù cho quang sai dưới các FOV lớn, đảm bảo chất lượng hình ảnh cao trên tất cả các trường. Thiết kế Athermalization: Giải quyết tác động của biến động nhiệt độ môi trường đối với chất lượng hình ảnh thông qua vận động viên. Ví dụ: đảm bảo MTF trên tất cả các trường vẫn ở trên ngưỡng trong phạm vi nhiệt độ từ -40 ° C đến 60 ° C, đảm bảo hiệu suất ổn định trong các điều kiện khác nhau và cải thiện độ tin cậy và độ tin cậy của hệ thống. Hiệu chỉnh quang sai: Ngoài hiệu chỉnh bề mặt dạng tự do, tối ưu hóa bố cục và tham số của hệ thống quang học để kiểm soát quang sai toàn diện. Các kỹ thuật như lý thuyết quang sai vector và nguyên tắc của Fermat được sử dụng để thiết lập một hệ thống dạng tự do không bị cản trở ban đầu với chất lượng hình ảnh thuận lợi, tiếp theo là tối ưu hóa để giảm độ phức tạp thiết kế và tăng cường hiệu chỉnh. Thiết kế ví dụ Một hệ thống được thiết kế bởi Qian Zhuang, Mo Yan, Fan Rundong, et al. Phục vụ như một trường hợp thực tế. Với chiều dài tiêu cự 150 mm, hoạt động trong phạm vi bước sóng 1,5, 5 μM, số F là 5 và FOV 30 ° × 25 °, hệ thống sử dụng gương chính aspheric đặt hàng chẵn và gương thứ cấp đa thức XY. MTF ở 25 lp/mm vượt quá 0,4 trên tất cả các trường, đáp ứng các yêu cầu hình ảnh của các máy dò hồng ngoại định dạng lớn. Thiết kế này đạt được thành công FOV rộng, cấu hình không bị cản trở, chất lượng hình ảnh cao và khả năng tương thích với các máy dò định dạng lớn, xác nhận hiệu quả của phương pháp đề xuất. Phần kết luận Thiết kế của một hệ thống quang học ba gương ngoài trục của công thức lớn được làm mát đòi hỏi phải xem xét toàn diện nhiều yếu tố. Bằng cách chọn các cấu hình cấu trúc phù hợp, áp dụng các công nghệ chính và tối ưu hóa thông qua các ví dụ thực tế, hệ thống có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với viễn thám hồng ngoại có độ phân giải cao, FOV rộng. Khi các công nghệ liên quan tiến lên, các hệ thống quang học như vậy dự kiến ​​sẽ đóng một vai trò lớn hơn trong các lĩnh vực khác nhau, với các thiết kế trong tương lai phát triển hướng tới hiệu quả, độ chính xác và nhỏ gọn cao hơn.

Giới thiệu: Yêu cầu phát triển cho các hệ thống quang học không gian Với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ quan sát trái đất dựa trên không gian, cả các ứng dụng quân sự và dân sự đều đòi hỏi các hệ thống quang học đồng thời đạt được các thách thức kép: hình ảnh độ phân giải cao bị giới hạn gần như xảy ra trong phạm vi phổ rộng (ví dụ, 0,65, 0,75 μM), trong khi đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt đối với việc xây dựng nhẹ hơn. Các kính viễn vọng phản chiếu truyền thống, mặc dù có khả năng điều chỉnh quang sai thông qua các cấu hình đa gương và thiết kế bằng cầu, phải đối mặt với các tắc nghẽn quan trọng như nhu cầu về độ chính xác bề mặt gương chính tốt hơn λ/20 (dải có thể nhìn thấy) và khó khăn trong việc kiểm soát các biến dạng của cấu trúc màng mỏng. Những hạn chế này làm tăng đáng kể độ phức tạp sản xuất và chi phí. Đột phá kỹ thuật: Đổi mới hiệp đồng của quang học nhiễu xạ và hệ thống phản xạ 1. Nguyên tắc thiết kế Thách thức chính trong việc thiết kế các kính thiên văn nhiễu xạ nằm ở sự phân tán màu sắc mạnh của các yếu tố nhiễu xạ, chỉ có thể tập trung ánh sáng chính xác trong phạm vi quang phổ cực hẹp. Để cho phép các ứng dụng băng rộng của ống kính nhiễu xạ, hiệu chỉnh quang sai màu là rất cần thiết. Ống kính khúc xạ thông thường thường sử dụng các cấu trúc xi măng kết hợp kính với các thuộc tính phân tán khác nhau để điều chỉnh quang sai màu sắc trên các phạm vi quang phổ cụ thể. Tuy nhiên, phương pháp này không thể được áp dụng trực tiếp cho các ống kính nhiễu xạ, vì tất cả các yếu tố nhiễu xạ đều chia sẻ các đặc điểm phân tán giống hệt V0 = λ0/（1-λ2） 2. Mục tiêu nhiễu xạ phẳng: lõi nhẹ Một ống kính nhiễu xạ phẳng với các cấu trúc giảm quy mô micron đóng vai trò là mục tiêu, được tích hợp với chất nền cực mỏng (tổng độ dày <20 μM). Điều này cho phép thiết kế siêu nhẹ với khẩu độ 1000 mm, tiêu cự 8 m (F/#= 100). So với các phản xạ truyền thống, khối lượng được giảm hơn 80%và khả năng dung nạp hình bề mặt được nới lỏng xuống λ/5, làm giảm đáng kể độ khó sản xuất. Thiết kế truyền đơn hủy bỏ sự chậm trễ đường dẫn bề mặt kép, khiến các lỗi hình bề mặt không đáng kể đối với sự khác biệt về đường dẫn quang, phá vỡ các giới hạn chính xác của các hệ thống phản xạ thông thường. 3 Một hệ thống ba gương ngoài trục đồng trục với bề mặt hình tròn hình nón loại bỏ các lỗi lệch tâm liên kết. Bồi thường bề mặt nhiễu xạ tích hợp đạt được hiệu chỉnh màu hoàn toàn trên 0,65 Hàng0,75 μm trong trường nhìn 0,02 ° × 0,035 ° (FOV), với đường kính điểm <8 μM. Hệ thống cung cấp MTF> 0,5 ở tần số không gian 30 lp/mm, tiếp cận hiệu suất hình ảnh giới hạn nhiễu xạ. Xác thực kỹ thuật chính Phạm vi bảo hiểm quang phổ: Hiệu suất cao trên 0,65 Ném0,75 μm băng tần liên tục Độ phân giải: MTF> 0,5 ở mức 30 lp/mm Dung sai căn chỉnh: Yêu cầu độ chính xác bề mặt gương giảm xuống λ/5 Khả năng mở rộng: Thiết kế ống kính nhiễu xạ hài hòa có thể mở rộng phạm vi bảo hiểm đến toàn phổ (nghiên cứu đang diễn ra) Phát triển trong tương lai Các thiết kế hiện tại bị giới hạn bởi khẩu độ thị kính, dẫn đến FOV nhỏ (0,02 ° × 0,035 °). Đường dẫn tối ưu hóa bao gồm: Mục tiêu nhiễu xạ hài hòa: Mở rộng băng thông hoạt động lên 0,5 Ném1,2 μm Tích hợp gương tự do: Mở rộng FOV lên 0,1 ° × 0,15 ° Thiết kế quang học mô-đun: Cho phép căn chỉnh hiệu quả cho các hệ thống apererture lớn hơn (> 2 m) Phần kết luận Giải pháp kính viễn vọng nhiễu xạ này giải quyết xung đột lâu dài giữa thiết kế nhẹ và độ phân giải cao trong các hệ thống quang học không gian thông qua việc tích hợp sáng tạo các mục tiêu nhiễu xạ phẳng và thị kính ba gương ngoài trục. Nó cung cấp một con đường kỹ thuật khả thi cho các vệ tinh quan sát trái đất thế hệ tiếp theo, thăm dò không gian sâu và các nhiệm vụ liên quan. Với các yêu cầu dung sai bề mặt thoải mái và kiến ​​trúc mô-đun, thiết kế làm giảm đáng kể chi phí sản xuất, đẩy nhanh việc áp dụng mở rộng các hệ thống quang học không gian chính xác cao.

I. Thuộc tính vật liệu phù hợp cho môi trường nhiệt độ thấp Khả năng gia công tuyệt vời: Nhôm thể hiện khả năng gia công nổi bật, cho phép chế tạo toàn bộ cấu trúc dụng cụ, bao gồm các thành phần quang học, từ cùng một vật liệu. Điều này giúp giảm thiểu các vấn đề sai lệch quang học ở nhiệt độ thấp. Trong các nhiệm vụ hồng ngoại không gian, làm mát toàn bộ dụng cụ là rất quan trọng để triệt tiêu nền hồng ngoại và tiếng ồn của máy dò. Đặc điểm này của gương nhôm mang lại cho họ những lợi thế đáng kể trong việc sản xuất các vệ tinh thiên văn hồng ngoại trong tương lai. Độ dẫn nhiệt tốt: Độ dẫn nhiệt cao của nhôm cho phép tản nhiệt hiệu quả từ các thành phần quang học, duy trì độ ổn định nhiệt độ thấp. Đối với kính thiên văn mặt trời hồng ngoại lớn, vật liệu gương có độ dẫn nhiệt tốt có thể làm giảm sự khác biệt về nhiệt độ giữa bề mặt gương và không khí xung quanh. Ngoài ra, gương nhôm đánh bóng cho bước sóng hồng ngoại tương đối đơn giản, làm cho gương kim loại giá rẻ (như nhôm) trở thành một lựa chọn thực tế cho gương chính. Ii. Hiệu suất quang đáp ứng các yêu cầu Độ chính xác bề mặt cao: Gương nhôm được sản xuất thông qua các giá trị Lỗi sóng mặt sóng (WFE) cực kỳ chính xác (WFE) đáp ứng các yêu cầu của các nhiệm vụ hồng ngoại không gian. Ví dụ, các phép đo dựa trên mật độ phổ công suất xác nhận rằng độ chính xác bề mặt của gương nhôm thỏa mãn các thông số kỹ thuật cho dụng cụ Coronagraph Spica. Khi được tích hợp vào một hệ thống quang học, tổng số WFE được ước tính ở mức 33nm (RMS), với mỗi gương đóng góp 102020 (RMS) ở vùng 14 mm trung tâm. Độ phản xạ thích hợp cho các quan sát không gian: Gương nhôm cung cấp độ phản xạ đầy đủ trong các dải cụ thể cho thiên văn hồng ngoại dựa trên không gian. Trong các nhiệm vụ hàng đầu của NASA tiềm năng như luvoir, nhôm là lớp phủ phản xạ ưa thích cho các kính viễn vọng băng thông rộng. Để tối đa hóa độ phản xạ trên các phạm vi quang phổ rộng, bề mặt nhôm phải không được oxy hóa (không có lớp oxit tự nhiên được hình thành trong không khí), cho phép phủ sóng của dải 111515 EV. Iii. Độ ổn định cao Duy trì hình dạng bề mặt ở nhiệt độ đông lạnh: Gương nhôm được tối ưu hóa thể hiện sự ổn định đủ để giữ lại hình dạng bề mặt trong điều kiện đông lạnh. Mô hình phần tử hữu hạn dự đoán độ lệch do trọng lực, lỗi lắp và biến dạng đông lạnh, được xác nhận thông qua thử nghiệm nhiệt độ phòng và lạnh. Kết quả thử nghiệm cho thấy các lực lượng trước chi phối thay đổi hình dạng bề mặt, với toàn bộ biến dạng ở mức 100 K đáp ứng các yêu cầu quang học. Phần kết luận Gương nhôm cung cấp những lợi thế đáng kể cho quang học được làm mát trong các vệ tinh thiên văn hồng ngoại trong tương lai, bao gồm khả năng gia công tuyệt vời, độ dẫn nhiệt, hiệu suất quang học và độ ổn định. Những thuộc tính này làm cho gương nhôm rất hứa hẹn cho các quan sát hồng ngoại dựa trên không gian. Chiến lược tối ưu hóa 1. Các quy trình xử lý bề mặt nâng cao Cải thiện sự lắng đọng hỗ trợ ion plasma phản ứng: lắng đọng màng đa lớp HFO₂/SiO₂ trên các chất nền bằng nhôm quay kim cương đơn (SPDT) thông qua các chất lắng đọng ion plasma phản ứng được sửa đổi tạo ra các chất lắng đọng laser. Phương pháp này đạt được ngưỡng thiệt hại do laser gây ra (LIDT) là 11 J/cm² ở 1064nm. Sản xuất độ chính xác cao: Công nghệ SPDT tạo ra các bề mặt cấp quang với độ nhám 8 Ném13nm và độ chính xác của hình thức là 0,28λ (= 632nm). Sự tan chảy laser chọn lọc (SLM) của gương hợp kim Alsi10mg Aluminum, kết hợp với SPDT, cho phép quang học không gian chính xác, nhẹ. 2. Giảm khuyết tật Kiểm soát hạt bề mặt: Thiệt hại do laser thường bắt nguồn từ các khiếm khuyết nốt gây ra bởi các hạt nhúng. Kiểm soát chặt chẽ chất lượng bề mặt cơ chất giảm thiểu các khiếm khuyết này. Phân tích cơ chế thiệt hại: Kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy hình thái thiệt hại laser, hướng dẫn các chiến lược giảm thiểu khiếm khuyết. 3. Tăng cường độ phản xạ quang phổ và độ bền môi trường Cấu trúc màng đa lớp: HFO₂/SiO₂ nhiều lớp tăng cường phản xạ quang phổ, điện trở laser và độ bền môi trường từ UV đến hồng ngoại giữa sóng. Kiểm tra LIDT dự đoán ngưỡng cho các quá trình thiệt hại. Lớp phủ nhôm: Lớp phủ nhôm làm giảm sự tán xạ bề mặt xuống <20 rms (ví dụ: quy trình VQ của C. Elcan) và cải thiện sự ổn định môi trường. 4. Thiết kế và sản xuất tối ưu hóa Thiết kế tương thích với lạnh: Khả năng máy móc của nhôm cho phép các cấu trúc dụng cụ nguyên khối, giảm sai lệch đông lạnh. Gia công cực kỳ chính xác đảm bảo tuân thủ WFE cho các nhiệm vụ không gian. Gương hiệu suất cao được in 3D: Các thiết kế được tối ưu hóa cấu trúc liên kết, lấy cảm hứng từ ô với mạng tứ diện làm giảm trọng lượng, biến dạng và cải thiện độ cứng/phương thức so với các phương pháp khoan truyền thống. Phần kết luận Thông qua các phương pháp điều trị bề mặt được tối ưu hóa, kiểm soát khiếm khuyết, lớp phủ nâng cao và sản xuất tiên tiến (ví dụ: in 3D), gương nhôm đạt được khả năng chống laser được cải thiện và ổn định môi trường, định vị chúng là ứng cử viên lý tưởng cho quang học laser hồng ngoại trong các ứng dụng không gian.

Ứng dụng trong coronagraphs: Đối với các quan sát thiên văn thiên văn hồng ngoại dựa trên không gian trong tương lai, gương nhôm được sử dụng trong các coronagraphs. Các quan sát giữa hồng ngoại băng thông rộng trong không gian đòi hỏi quang học phản xạ được làm mát, trong khi coronagraphy đòi hỏi các thành phần quang học có độ chính xác cao. Ví dụ, coronagraph ban đầu được đề xuất cho dự án vệ tinh thiên văn hồng ngoại thế hệ tiếp theo Spica (SCI: Spica Coronagraph Cụ) liên quan đến việc chế tạo và đánh giá hệ thống quang học bao gồm gương ngoài trục bằng kim cương cao. Một thí nghiệm trình diễn quang học coronagraphic với mặt nạ coron đã được tiến hành. Đầu tiên, lỗi mặt sóng (WFE) của gương nhôm được đo bằng cách sử dụng giao thoa kế Fizeau He-Ne để xác nhận rằng mật độ phổ công suất của các yêu cầu của WFE đáp ứng các yêu cầu của SCI. Sau đó, các gương được tích hợp vào hệ thống quang học và hiệu suất tổng thể của hệ thống đã được đánh giá. Tổng số WFE của các thành phần quang học được ước tính là 33nm (RMS), với mỗi gương đóng góp 102020nm (RMS) vào vùng 14 mm trung tâm của thành phần quang học. Một sự tương phản của 10−5.4 10−5.4 đã đạt được cho coronagraph trong ánh sáng nhìn thấy. Dựa trên các tính toán mô hình và hiệu suất quang học đo được, hệ thống hình ảnh coronagraphic được dự kiến ​​để đạt được độ tương phản khoảng 10−7 10−7 ở bước sóng 5 Pha. Ứng dụng trong Nhiệm vụ Ariel: Nhiệm vụ của Ariel (Khải họa lớn của Ariel (Khảo sát hồng ngoại cảm biến từ xa trong khí quyển mô tả thiết kế, phân tích và phát triển gương nguyên mẫu nhôm có đường kính 1 mét cho kính viễn vọng của nó. Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã chọn Ariel làm Phái bộ Khoa học hạng trung (M4) tiếp theo, dự kiến ​​ra mắt vào năm 2028. Nhiệm vụ nhằm mục đích nghiên cứu khí quyển của các ngoại hành tinh được chọn. Tải trọng dựa trên kính viễn vọng hạng 1 mét trước một bộ dụng cụ. Cấu hình kính viễn vọng được định nghĩa là thiết kế Cassegrain cổ điển với đồng tử lập dị, bố cục hai gương và gương parabol ngoài trục ba trục. Một phân tích đánh đổi đã được thực hiện cho các vật liệu để chế tạo gương chính có đường kính 1 mét (M1) và hợp kim nhôm được chọn làm vật liệu cơ bản cho cả gương và cấu trúc của kính viễn vọng. Ngày nay, các kim loại như hợp kim nhôm thường được xem xét để sản xuất kính viễn vọng không gian hoạt động trong phạm vi bước sóng hồng ngoại. Sản xuất gương nhôm lớn giống như cho Ariel là một thách thức, và các chương trình nghiên cứu và phát triển chuyên dụng đã được bắt đầu để chứng minh tính khả thi. Một gương nguyên mẫu, có kích thước giống hệt với mô hình chuyến bay M1 nhưng với cấu hình bề mặt đơn giản hơn, đã được chế tạo và thử nghiệm. Các ứng dụng trong các vệ tinh thiên văn hồng ngoại trong tương lai: Quang học được làm mát cho các nhiệm vụ hồng ngoại không gian: Đối với các nhiệm vụ hồng ngoại không gian, làm mát toàn bộ dụng cụ là rất quan trọng để triệt tiêu nền hồng ngoại và tiếng ồn của máy dò. Trong bối cảnh này, nhôm phù hợp với quang học đông lạnh vì khả năng vận động tuyệt vời của nó cho phép sử dụng cùng một vật liệu cho toàn bộ cấu trúc dụng cụ, bao gồm các thành phần quang học, giúp giảm thiểu sai lệch quang học ở nhiệt độ thấp. Gương nhôm được chế tạo thông qua gia công siêu chính xác và lỗi mặt sóng (WFE) của chúng được đo bằng máy giao thoa kế Fizeau. Dựa trên mật độ phổ công suất của WFE, độ chính xác bề mặt của tất cả các gương đã được xác nhận để đáp ứng các yêu cầu của dụng cụ Coronagraph Spica. Các gương sau đó được tích hợp vào hệ thống quang học và chất lượng hình ảnh của hệ thống đã được kiểm tra bằng laser quang học. Tổng WFE được ước tính là 33nm (RMS) dựa trên tỷ lệ Strehl, phù hợp với các giá trị WFE có nguồn gốc từ các phép đo gương riêng lẻ. Các ứng dụng trong quang học đông lạnh giữa hồng ngoại: Các ràng buộc biến dạng và bảo vệ ăn mòn: Trong các dụng cụ hồng ngoại giữa, gương nhôm phủ vàng được sử dụng cho quang học đông lạnh. Để đánh giá biến dạng do co thắt nhiệt gây ra của gương nhôm, các phép đo theo dõi bề mặt đã được thực hiện trong các chu kỳ làm mát từ nhiệt độ phòng đến 100 K. Kết quả cho thấy các hiệu ứng biến dạng đã giảm xuống còn một phần tư khi gương được bảo vệ bằng vòng đệm lò xo. Một phương pháp hiệu quả để ngăn chặn sự ăn mòn điện hóa của gương cũng đã được khám phá. Nhiều mẫu được chuẩn bị bằng cách thay đổi các điều kiện lớp phủ, chẳng hạn như chèn các lớp cách điện, tạo thành lớp phủ hơi ẩm đa lớp hoặc thực hiện làm sạch chính xác trước khi phủ. Làm sạch chính xác trước khi gửi lớp vàng và phủ nó bằng một lớp bảo vệ SIO đã chứng minh hiệu quả trong việc ức chế ăn mòn nhôm. Các gương phủ đầy SiO đã sống sót sau các thử nghiệm làm mát cho các ứng dụng hồng ngoại giữa, thể hiện sự giảm phản xạ khoảng 1% trong phạm vi 612525, so với gương mạ vàng không tráng. Các ứng dụng trong quang học Laser hồng ngoại: Chế tạo các gương IR tăng cường điện môi có độ bền bằng laser và ổn định môi trường: HFO 2 2 /SiO 2 2 đa lớp đã được lắng đọng trên các chất nền nhôm kim cương đơn một điểm thông qua sự lắng đọng ion phản ứng được sửa đổi để tạo thành các gương IR tăng cường điện môi có độ bền bằng điện môi ở bước sóng 1064 nM. Tác động của chất lượng bề mặt của nhôm quay kim cương đến hiệu suất quang học của gương tăng cường điện môi đã được đánh giá. Một ngưỡng thiệt hại do laser gây ra (LIDT) lên tới 11 J/cm 2 2 đã đạt được cho gương nhôm tăng cường được thử nghiệm ở chế độ xung ở 1064nm với thời gian xung là 20 ns và tốc độ lặp lại là 20 Hz. Hình thái thiệt hại bằng laser đã được tiết lộ bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Cơ chế thiệt hại được quy cho các khiếm khuyết nốt sần gây ra bởi các hạt được nhúng trong bề mặt chất nền nhôm.

Trong nhiệm vụ của loài người để chinh phục bầu trời và khám phá vũ trụ, công nghệ hình ảnh luôn là động cơ cốt lõi để đẩy ranh giới kiến ​​thức. Từ máy ảnh phim đầu tiên đến cảm biến lượng tử, từ các ống kính hình cầu cồng kềnh đến các hệ thống quang học metasurface, mọi bước nhảy công nghệ đã được cung cấp bởi các đột phá mang tính cách mạng trong các thành phần quang học. Là một nhà lãnh đạo trong sản xuất gương Aspherical, công ty chúng tôi cam kết trao quyền cho các tiến bộ hàng không vũ trụ với các giải pháp quang học tiên tiến, cho phép khách hàng của chúng tôi nắm bắt rõ hơn, chính xác hơn "đôi mắt vào vũ trụ". I. Kỷ nguyên phim: Khởi đầu quang học và giới hạn của ống kính hình cầu (trước thế kỷ 20 191940) Vào cuối thế kỷ 19, sự ra đời của nhiếp ảnh trên không đã mở ra đầu tiên của loài người. Các camera trinh sát sớm dựa trên các ống kính hình cầu truyền thống, nhưng hình ảnh của chúng bị quang sai hình cầu, biến dạng màu sắc và thiết kế cồng kềnh. Ví dụ, "Máy ảnh chim bồ câu" trong Thế chiến I đã đạt được các nghị quyết chỉ vài mét, không đáp ứng nhu cầu trinh sát chiến trường. Ii. Thời đại không gian: Sự trỗi dậy của gương hoa hậu (những năm 1950 là 2000) Khi cuộc đua không gian tăng tốc, công nghệ quang học hoa cầu đã đạt được những đột phá quan trọng. Gương Aspherical, với các thiết kế bề mặt dạng tự do của chúng, đã loại bỏ quang sai hình cầu và cải thiện đáng kể chất lượng hình ảnh và hiệu quả hệ thống: Viễn thám vệ tinh: Vệ tinh Landsat-1 năm 1972, được trang bị quang học hoa tiểu, cho phép hình ảnh đa bán cầu có độ phân giải 80 mét, cách mạng hóa giám sát tài nguyên trái đất. Kính thiên văn không gian: Kính thiên văn không gian Hubble 1990, có gương chính bằng nhựa 2,4 mét, xuyên qua nhiễu khí quyển để chụp các hình ảnh không gian sâu sắc như "trụ cột của sự sáng tạo", viết lại sự hiểu biết thiên văn. Iii. Thời đại kỹ thuật số: Những đột phá kép về độ phân giải và trọng lượng nhẹ (2000S202020) Nhu cầu của thế kỷ 21 về tàu vũ trụ thu nhỏ và thăm dò không gian sâu đã thúc đẩy các phép biến đổi hệ thống quang học, với gương chiếu hậu nổi lên như tiêu chuẩn cho lợi thế "độ chính xác cao + nhẹ" của chúng: Các đầu dò không gian sâu: Các thành phần quang học hiện đại của Mars Curiosity Rover cho phép hình ảnh bề mặt và phân tích quang phổ đá 1600 × 1200 pixel, hỗ trợ tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống. Vệ tinh thương mại: Vệ tinh thế giới quan-4 sử dụng gương chính bằng nhựa 1,1 mét để đạt được độ phân giải 0,31 mét, thúc đẩy ánh xạ toàn cầu có độ chính xác cao. Hình ảnh máy bay không người lái: Gương bằng nhựa nhẹ làm giảm trọng lượng tải trọng quang điện bằng máy bay không người lái 40%, cho phép các nhiệm vụ mở rộng và theo dõi thời gian thực. Iv. Tương lai: Sự hợp nhất của metasurfaces và hình ảnh thông minh (những năm 2020 và hơn thế nữa) Hình ảnh hàng không vũ trụ đang bước vào một kỷ nguyên mới của các hệ thống "nhẹ hơn, thông minh hơn và mạnh mẽ hơn", với gương chiếu hậu hội tụ với các công nghệ biên giới: Công nghệ Metasurface: Các ống kính metasurface phẳng của Harvard có thể thay thế các cụm ống kính phức tạp. Chúng tôi đang khám phá các hệ thống lai kết hợp các metasurfaces với các cơ sở hoa cầu. Hình ảnh lượng tử: Xây dựng trên giao tiếp lượng tử của vệ tinh "Micius", các hệ thống trong tương lai có thể đạt được các liên kết không gian sâu không thể vượt qua và hình ảnh cực kỳ nhạy cảm. Quang học điều khiển AI: Các thuật toán học sâu tối ưu hóa các thông số gương hoa hậu để điều chỉnh nhiễu loạn khí quyển trong thời gian thực, tăng cường độ rõ của kính thiên văn không gian. Điểm mạnh cốt lõi: Chuyên môn đầy đủ chu kỳ trong gương Aspherical Từ thiết kế đến giao hàng, chúng tôi cung cấp các giải pháp hàng không vũ trụ đầu cuối: Kích thước kỹ thuật Khả năng cốt lõi Các ứng dụng điển hình Sản xuất có độ chính xác cao Độ chính xác bề mặt của λ/50, độ nhám <0,5nm, chùm ion ion xử lý kép + đánh bóng MRF SINH VIÊN Kính viễn vọng không gian, Hệ thống viễn thám có độ phân giải cao Thiết kế nhẹ Chất nền sic/gốm, cấu trúc tối ưu hóa cấu trúc liên kết, giảm cân nặng 30% 50% Tải trọng Cubesat, Hệ thống điện quang máy bay không người lái Khả năng phục hồi môi trường cực đoan Hiệu suất ổn định từ -200 ° C đến 300 ° C, lớp phủ chống bức xạ, thử nghiệm cấp độ NASA Đầu dò không gian sâu, quang học quỹ đạo gần mặt mặt Giải pháp tùy chỉnh Thiết kế ngoài trục/miễn phí, đồng mô phỏng quang học quang học Thiết bị đầu cuối giao tiếp bằng laser, hệ thống hướng dẫn tên lửa Kết luận: Quang học tiên phong, khám phá vô hạn Từ quỹ đạo địa tĩnh đến các sa mạc sao Hỏa, từ ánh sáng có thể nhìn thấy đến cảm biến lượng tử, mọi bước nhảy vọt trong hình ảnh hàng không vũ trụ đều mang dấu ấn của sự đổi mới quang học. Với gương chiếu hậu là nền tảng của chúng tôi, chúng tôi tiếp tục xác định lại các giới hạn về độ chính xác, trọng lượng và độ tin cậy, trao quyền cho khách hàng mở khóa những bí mật sâu sắc nhất của vũ trụ. Nhìn vào các vì sao, được chế tạo với độ chính xác, tham gia với chúng tôi trong việc định hình tương lai của quang học không gian! Liên hệ với chúng tôi: Đối với các giải pháp gương hoa văn tùy chỉnh.

Gương nhôm, như các thành phần quan trọng trong các hệ thống quang học, được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, công nghệ laser, thiết bị điện tử tiêu dùng và các trường khác do tính chất nhẹ, độ dẫn nhiệt cao và khả năng tương thích băng thông rộng. Với những đột phá trong khoa học vật liệu và công nghệ gia công chính xác, hiệu suất của gương nhôm tiếp tục được cải thiện, dần dần thách thức sự thống trị của thị trường của các gương dựa trên kính truyền thống. I. Phân loại cốt lõi và đặc điểm của gương nhôm Sự đa dạng của gương nhôm bắt nguồn từ việc tích hợp các quy trình vật liệu và thiết kế chức năng, chủ yếu được phân loại như sau: 1. Cấu trúc lớp phủ Gương nhôm trần: Lớp nhôm tiếp xúc trực tiếp với độ phản xạ của dải UV (<300nm) vượt quá 92%, phù hợp với phổ UV và các ứng dụng tương tự. Tuy nhiên, họ yêu cầu kiểm soát môi trường nghiêm ngặt do tính nhạy cảm với quá trình oxy hóa. Gương nhôm được bảo vệ: Độ bền được tăng cường thông qua các lớp phủ bảo vệ (ví dụ: SIO₂, MGF₂), được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống laser và thiết bị ngoài trời, mặc dù có hiệu suất UV giảm nhẹ. 2. Bằng cách tối ưu hóa vật liệu cơ chất Các chất nền hợp kim nhôm microcrystalline: Các vật liệu như RSA6061 có sự tinh chỉnh hạt nano, độ nhám bề mặt <1nm và hệ số giãn nở nhiệt thấp (15 Ném18 μm/m · k), lý tưởng cho quang học không gian và laser năng lượng cao. Chất nền kim loại tổng hợp: Vật liệu tổng hợp nhôm-silicon cacbua (Al-SiC) kết hợp các tính chất nhẹ với sự mở rộng nhiệt thấp, được sử dụng trong tải trọng cảm biến từ xa vệ tinh. 3. Theo thiết kế chức năng Gương laser: Sử dụng cường độ từ Magnetron để đạt được lớp phủ thấp, có khả năng chịu được công suất laser cấp GW/CM², được áp dụng trong các thiết bị cắt công nghiệp và hợp nhất hạt nhân. Gương nhôm miễn phí: Các bề mặt phức tạp được gia công thông qua lượt kim cương một điểm (SPDT), được sử dụng để gấp đường dẫn ánh sáng trong tai nghe VR và định hình chùm tia laser. Ii. Ưu điểm cốt lõi và các ứng dụng công nghiệp Các thuộc tính độc đáo của gương nhôm làm cho chúng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực: 1. Hàng không vũ trụ và quang học không gian Thiết kế hạng nhẹ: Mật độ của nhôm (1/3 kính) làm giảm đáng kể trọng lượng tải trọng vệ tinh. Ví dụ, các vệ tinh Sentinel châu Âu sử dụng gương dựa trên nhôm để quan sát trái đất có độ phân giải cao. Tính ổn định nhiệt: Các chất nền nhôm vi tinh thể phù hợp với sự giãn nở nhiệt của các cấu trúc hỗ trợ hợp kim titan, giảm thiểu biến dạng dưới độ dốc nhiệt độ khắc nghiệt và kéo dài tuổi thọ của kính viễn vọng không gian. 2. Hệ thống laser công suất cao Phản biến nhiệt hiệu quả: Độ dẫn nhiệt cao của nhôm (180 W/m · K) nhanh chóng tiêu tan nhiệt, ngăn chặn các hiệu ứng thấu kính nhiệt. Cơ sở đánh lửa quốc gia Hoa Kỳ (NIF) sử dụng gương nhôm cho phản xạ laser cấp 500. 3. Điện tử tiêu dùng và các lĩnh vực mới nổi Sản xuất khối lượng hiệu quả về chi phí: Đúc phun kết hợp với SPDT cho phép sản xuất quy mô lớn, thúc đẩy việc áp dụng phần cứng thông minh trong các thiết bị LIDAR và AR/VR ô tô. Công nghệ Terahertz: Bề mặt nhôm trần đạt được> 99% độ phản xạ trong dải terahertz (0,1, 1010), cho phép các hệ thống hình ảnh và giao tiếp mà không cần lớp phủ bổ sung. Iii. Những đột phá quan trọng trong sản xuất gương nhôm 1. Công nghệ gia công siêu chính xác Biến kim cương đơn (SPDT): trực tiếp chế tạo các bề mặt hình cầu và dạng tự do với độ chính xác bề mặt λ/10 (= 632,8nm), giảm các yêu cầu sau đánh bóng. Hình ION BEAM Hình (IBF): đạt được độ nhám bề mặt phụ (RMS <0,5nm), đáp ứng nhu cầu đối với các gương phản xạ cao của UV. 2. Tối ưu hóa quá trình phủ Phản xạ từ tính: tạo ra các lớp phủ dày đặc, đồng nhất với mật độ khiếm khuyết thấp, tăng cường ngưỡng thiệt hại do laser gây ra (> 5 J/cm² @1064nm). Sự lắng đọng lớp nguyên tử (ALD): Lớp phủ bảo vệ siêu mỏng (ví dụ: Al₂O₃) cải thiện khả năng chống ăn mòn đối với môi trường biển và độ ẩm cao. Những đổi mới trong công nghệ gương nhôm đang thúc đẩy các hệ thống quang học hướng tới các giải pháp nhẹ và hiệu suất cao. Khi các vật liệu thông minh và công nghệ sản xuất tiên tiến hội tụ, gương nhôm đã sẵn sàng để mở khóa các ứng dụng mới trong chip quang tử, thăm dò không gian, và hơn thế nữa, tiếp tục dẫn đầu các tiến bộ biến đổi trong ngành công nghiệp quang học. MG-BPPTICS cũng sẽ cung cấp cho bạn gương quang học quang học, phẳng quang học, đo quang học, CGH tùy chỉnh, hệ thống quang học, trống gương quang và lớp phủ quang học.

Với sự tiến bộ của công nghệ viễn thám quốc tế, khẩu độ hiệu quả của máy ảnh viễn thám không gian của Trung Quốc đã tăng dần, kèm theo nhu cầu tăng hiệu quả sản xuất. Do đó, các phương pháp căn chỉnh và quy trình sản xuất cho các máy ảnh này phải liên tục phát triển. Do biến dạng đáng kể do trọng lực của các camera AREPTURE lớn ở trạng thái trục quang ngang, không thể bỏ qua, bài viết này đề xuất một công nghệ căn chỉnh trục quang dọc. Cách tiếp cận này giải quyết các thách thức chính như lắp ráp chính xác và định vị các gương apererture lớn, loại bỏ các lỗi do trọng lực gây ra và trích xuất tham chiếu trục quang học ở trạng thái thẳng đứng, đảm bảo độ chính xác liên kết trong khi cải thiện hiệu quả. Hình 1: Các quy trình chính và công nghệ cốt lõi của tuyến đường thẳng đứng Ngoài ra, bài viết giới thiệu các đơn vị căn chỉnh thông minh. Các ứng dụng thực tế chứng minh rằng việc áp dụng khung kỹ thuật này giúp tăng cường độ chính xác trước, rút ​​ngắn các chu kỳ phát triển và giải quyết các vấn đề như khó khăn trong việc phát hiện tham chiếu trục quang ở trạng thái thẳng đứng và đảm bảo tính nhất quán giữa kết quả căn chỉnh mặt đất và hiệu suất trong quỹ đạo. Quá trình căn chỉnh quang học của máy ảnh viễn thám là một bước quan trọng trong sự phát triển của chúng, bao gồm tất cả các quy trình lắp ráp và điều chỉnh từ các thành phần đến các hệ thống cơ học quang học tích hợp đầy đủ. Chất lượng căn chỉnh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hình ảnh cuối cùng. Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã hoàn thành nhiều nhiệm vụ viễn thám chuyên ngành, đạt được khẩu độ lớp mét cho máy ảnh trong quỹ đạo với kết quả liên kết tuyệt vời. Các phương pháp căn chỉnh trục quang học ngang truyền thống, với các chu kỳ căn chỉnh khoảng 90 ngày cho mỗi máy ảnh, được cho các nhiệm vụ tùy chỉnh, có khối lượng thấp. Tuy nhiên, khi các hệ thống viễn thám thương mại, ví dụ như các chòm sao vệ tinh quy mô lớn "16+4+4+x", mô hình R & D truyền thống phải đối mặt với những thách thức, bao gồm chu kỳ sản xuất kéo dài và tự động hóa thấp, không đáp ứng nhu cầu sắp xếp khối lượng cao. Để giải quyết các yêu cầu đối với các máy ảnh AREPTURE lớn trong tương lai và sản xuất hàng loạt, công nghệ liên kết dọc giảm thiểu hiệu quả biến dạng trọng lực do trọng lượng camera và đúc hẫng kéo dài. Để đạt được sản xuất hiệu quả cao của các camera apererture lớn, điều cần thiết là phải rút ngắn các chu kỳ liên kết, đảm bảo tính nhất quán, xác định và vượt qua các thách thức căn chỉnh cốt lõi, tối ưu hóa các quy trình và thiết lập các đơn vị căn chỉnh thông minh. Công nghệ lắp ráp có độ chính xác cao cho các thành phần gương lớn Một phương pháp hỗ trợ "rời rạc" mới được sử dụng để đạt được sự cố định nhẹ, đáng tin cậy của các gương apererture lớn. Điều này liên quan đến việc liên kết các khối phù hợp với nhiệt với các điểm hỗ trợ phía sau hoặc phía sau của gương, kết nối chúng với các cấu trúc hỗ trợ linh hoạt và hạn chế tất cả sáu độ tự do. Để đảm bảo độ chính xác vị trí giữa các miếng đệm hỗ trợ và gương, phương pháp định vị cơ thể cứng không gian mở dựa trên tọa độ 3D được sử dụng. Các vị trí PAD hỗ trợ danh nghĩa từ mô hình thiết kế được tham chiếu trong hệ tọa độ và thiết bị điều chỉnh sáu trục thẳng hàng chính xác và sửa các miếng đệm. Cuối cùng, chất kết dính cơ học được tiêm đồng đều để củng cố cấu trúc. Hình 2 minh họa kết quả lắp ráp. Hình 2: Lắp ráp miếng đệm hỗ trợ cho gương camera ONO-EYE2 Công nghệ loại bỏ lỗi trọng lực Công nghệ này liên quan đến mô hình phần tử hữu hạn của gương và cấu trúc hỗ trợ của nó để phân tích biến dạng do trọng lực gây ra. Lắp ráp gương được lật 180 ° theo chiều dọc và các thông số bề mặt được đo theo cả hai hướng. Bằng cách so sánh dữ liệu thử nghiệm với kết quả mô phỏng, các lỗi trọng lực thực sự được xác định và loại bỏ. Hình 3 cho thấy các phép đo bề mặt trước và sau khi loại bỏ lỗi. Hình 3: Phát hiện và loại bỏ lỗi trọng lực. (a) Bề mặt đo được với các lỗi trọng lực; (b) Bề mặt sau khi loại bỏ lỗi Công nghệ trích xuất tham chiếu trục quang Bằng cách định vị chiến lược 2-3 máy theo dõi laser và nhiều giá treo bóng mục tiêu, tọa độ không gian của sáu điểm tham chiếu xung quanh máy ảnh được đo đồng thời. Điều này liên kết vị trí của bốn dụng cụ, thiết lập mối quan hệ không gian giữa mặt phẳng tiêu cự, trục quang, trục xem và gương tham chiếu camera để trích xuất tham chiếu trục quang. Hình 4: Sơ đồ trích xuất tham chiếu trục quang Đối với sản xuất hàng loạt trong tương lai, các hệ thống căn chỉnh thông minh là rất quan trọng. Ví dụ, một đơn vị phát hiện thông minh bề mặt quang học "tự động hóa việc kiểm tra bề mặt (Hình 5). Trong căn chỉnh của ống kính, quang sai hệ thống được phân tích để tính toán các điều chỉnh vị trí tối ưu cho các thành phần quang học thông qua kiểm soát lặp, đạt được độ chính xác mà không cần can thiệp thủ công, do đó cải thiện hiệu quả và tính nhất quán. Hình 5: Sơ đồ hệ thống phát hiện bề mặt gương thông minh Phần kết luận Các đột phá trong công nghệ liên kết dọc và sự phát triển của các đơn vị căn chỉnh thông minh được áp dụng cho các máy ảnh viễn thám trung bình và tiếp cận lớn trong tương lai, đáp ứng nhu cầu liên kết đa dạng, đặc biệt là đối với các nhiệm vụ có khối lượng cao như các chòm sao dày đặc. Ngoài ra, các thuật toán cốt lõi để căn chỉnh thông minh tận dụng các kỹ thuật hỗ trợ máy tính để tính toán độ lệch vị trí tương đối tối ưu toàn cầu của các thành phần quang học dựa trên quang sai hệ thống. Các nền tảng sáu độ tự do có độ chính xác cao sau đó điều chỉnh các tư thế thành phần. Công nghệ này vượt ra ngoài viễn thám đến các lĩnh vực như thiên văn học và hàng không. Trích dẫn: Yue Liqing, Li Bin, Li Chongyang, et al. Nghiên cứu về cài đặt dọc và điều chỉnh máy ảnh cảm biến quang học quang không gian apererture lớn [J]. Kỹ thuật hồng ngoại và laser, 2025, 54 (3): 20240572. DOI: 10.3788/IRLA20240572

Cấu trúc hỗ trợ bipod cho gương apererture lớn I. Định nghĩa và nền ứng dụng Cấu trúc hỗ trợ BIPOD cho các gương apererture lớn là một công nghệ hỗ trợ có độ chính xác cao được sử dụng trong các hệ thống quang học như kính viễn vọng không gian và camera viễn thám. Nó giải quyết các thách thức quan trọng liên quan đến độ chính xác bề mặt và độ ổn định vị trí của các gương lớn trong điều kiện môi trường phức tạp, bao gồm trọng lượng, biến đổi nhiệt độ và rung động. Bằng cách tận dụng các biến dạng đàn hồi của chân hỗ trợ linh hoạt, cấu trúc này cô lập tải trọng bên ngoài và đảm bảo chất lượng hình ảnh. Đặc trưng bởi thiết kế nhẹ, độ cứng cao và khả năng thích ứng mạnh mẽ, các cấu trúc bipod đã trở thành một lựa chọn chính cho các gương hỗ trợ có đường kính từ 1 mét hoặc lớn hơn. Ii. Nguyên tắc làm việc cốt lõi Cấu trúc hỗ trợ BIPOD đạt được chức năng của nó thông qua các biến dạng đàn hồi của chân linh hoạt: Tải trọng tải: 1. Bồi thường cho biến dạng hấp dẫn trong quá trình thử nghiệm mặt đất. 2. Giảm thiểu ứng suất nhiệt gây ra bởi độ dốc nhiệt độ trên quỹ đạo. 3. Hấp thụ rung động và sốc trong quá trình phóng. Hỗ trợ động học: Sử dụng ba điểm hỗ trợ phân phối đối xứng, mỗi điểm có hai chân uốn được sắp xếp ở các góc cụ thể để tạo thành một đơn vị linh hoạt của trục kép, cho phép linh hoạt xuyên tâm và trục. Cân bằng độ bền của độ cứng: Tối ưu hóa hình dạng của các rãnh chân (ví dụ, cấu hình parabol) và tính chất vật liệu (ví dụ, hợp kim titan TC4) để đạt được các biến dạng có kiểm soát trong khi vẫn duy trì độ cứng đủ. Iii. Thiết kế kết cấu điểm quan trọng Cơ thể gương: Thông thường, một cấu trúc hạng nhẹ hình lục giác đóng được làm từ silica hợp nhất hoặc cacbua silic, với đường kính lên đến vài mét để cân bằng độ cứng và giảm cân. Các thành phần hỗ trợ: 1. Các ông chủ hình chữ nhật: Cố định vào các bên của gương, kết nối với chân linh hoạt thông qua các lỗ ren. 2. Chân linh hoạt: Thiết kế trục kép với các rãnh được căn chỉnh theo trục cho phép biến dạng đàn hồi xuyên tâm và tiếp tuyến. 3. Tấm cơ sở và tấm hỗ trợ: Tấm đế được gắn vào tấm hỗ trợ của gương (cacbua silicon nhôm), kết nối với cấu trúc chịu tải chính. Cơ chế điều chỉnh: Một số thiết kế kết hợp các hệ thống điều chỉnh hai chiều (ví dụ, vít bóng, động cơ servo) để căn chỉnh gương tự do sáu độ, đảm bảo độ chính xác bề mặt. Iv. Lợi thế kỹ thuật chính Kiểm soát bề mặt độ chính xác cao: Các tham số chân được tối ưu hóa (ví dụ: độ sâu notch, độ dày) cho phép kiểm soát lỗi bề mặt trong λ/20 (= bước sóng). Độ cứng và độ ổn định nâng cao: Các cấu hình mới cung cấp độ cứng cao hơn 30% so với hai chiều lưỡi truyền thống, tăng tần số cơ bản và giảm rủi ro rung động. Khả năng thích ứng nhiệt: Biến dạng đàn hồi bù cho sự không phù hợp mở rộng nhiệt giữa gương và tấm hỗ trợ, giảm thiểu ứng suất nhiệt. Thiết kế linh hoạt: Các tham số (ví dụ: góc chân, hình dạng notch) có thể được điều chỉnh thông qua phân tích phần tử hữu hạn để phù hợp với các khẩu độ và điều kiện hoạt động khác nhau. V. Phương pháp căn chỉnh và kiểm tra Phối hợp hệ thống căn chỉnh: Máy theo dõi laser thiết lập tọa độ không gian giữa gương và tấm hỗ trợ, căn chỉnh các điểm tham chiếu đến các vị trí danh nghĩa. Điều chỉnh sáu độ tự do: Dựa trên động học nền tảng Stewart, chiều dài chân được điều chỉnh để đạt được dịch mã và kiểm soát thái độ dọc theo trục quang. Kiểm soát lỗi: Các lỗi căn chỉnh được kiểm soát trong vòng 0,04 mm, đáp ứng các yêu cầu đối với các hệ thống chính xác cao như máy ảnh viễn thám. Vi. Những thách thức và xu hướng phát triển Thách thức kỹ thuật: 1. Thích ứng môi trường cực đoan: Yêu cầu tối ưu hóa vật liệu và cấu trúc cho môi trường đông lạnh và bức xạ trong không gian sâu. 2. Cân bằng trọng lượng: Giảm thêm khối lượng trong khi duy trì độ cứng hỗ trợ đầy đủ. 3. Căn chỉnh thông minh: Phát triển các thuật toán bồi thường lỗi thời gian thực bằng cách sử dụng AI để bảo trì orbit. Hướng dẫn trong tương lai: 1. Mô phỏng đa vật lý: Tích hợp phân tích quang học cơ-cơ cho dự đoán điều kiện hoạt động đầy đủ. 2. Vật liệu nâng cao: Khám phá vật liệu tổng hợp sợi carbon và hợp kim bộ nhớ hình dạng cho các hỗ trợ linh hoạt. 3. Thiết kế mô -đun: Phát triển các thành phần có thể thay thế để thích ứng với các yêu cầu nhiệm vụ khác nhau. Vii. Các ứng dụng điển hình 1. Kính thiên văn không gian: Hỗ trợ các gương chính trong các hệ thống như kính viễn vọng James Webb, bù cho biến dạng nhiệt. 2. Máy ảnh viễn thám: Đảm bảo sự ổn định hình ảnh của gương lớn trong các vệ tinh quan sát trái đất có độ phân giải cao dưới tải trọng cơ học phức tạp. 3. Tiện nghi laser: Được sử dụng trong các thí nghiệm hợp nhất giam cầm quán tính để điều khiển chùm tia chính xác thông qua các gương apererture lớn. Phần kết luận Cấu trúc hỗ trợ BIPOD, thông qua thiết kế linh hoạt và sự liên kết chính xác của nó, đã trở thành một công nghệ nền tảng cho các gương apererture lớn, thúc đẩy những tiến bộ trong quang học không gian và viễn thám. Với sự tiến bộ trong khoa học vật liệu và kiểm soát thông minh, các hệ thống BIPOD sẽ phát triển theo độ chính xác và khả năng thích ứng cao hơn, đặt nền tảng vững chắc cho kỹ thuật quang học thế hệ tiếp theo.

Các loại trình mở rộng chùm tia và ứng dụng của chúng 1. Galilean Beam Mở rộng Nguyên tắc: Kết hợp một ống kính lõm và ống kính khách quan lồi mà không có tiêu điểm trung gian. Điểm mạnh: nhỏ gọn, hiệu quả về chi phí và lý tưởng cho các laser năng lượng cao do không có nồng độ năng lượng tiêu điểm. Hạn chế: Tỷ lệ mở rộng hạn chế và điều chỉnh cộng tác. Các ứng dụng: Hệ thống laser quân sự, cắt/hàn công nghiệp và thiết lập quang học nhỏ gọn. 2. Keplerian chùm mở rộng Nguyên tắc: Sử dụng hai ống kính lồi, tạo tập trung trung gian thực sự. Điểm mạnh: Tỷ lệ mở rộng cao và đối chiếu chính xác cho các hệ thống năng lượng thấp. Hạn chế: dễ bị tổn thương quang học tại tâm điểm; Yêu cầu chống bụi. Các ứng dụng: Kính hiển vi, quang phổ và dụng cụ quang học cấp phòng thí nghiệm. 3. Aspheric chùm mở rộng Nguyên tắc: Tận dụng ống kính phi hình cầu để loại bỏ quang sai hình cầu. Điểm mạnh: Chất lượng chùm tia đặc biệt, thiết kế đơn giản hóa và khả năng mở rộng cho đường kính chùm lớn. Hạn chế: Chi phí sản xuất cao hơn do hình học ống kính phức tạp. Ứng dụng: Giao tiếp bằng laser, đo lường chính xác và hình ảnh độ phân giải cao. 4. Trình mở rộng dầm Aspheric Aspheric Aspheric Nguyên tắc: Tích hợp quang học aspheric với cảm biến mặt sóng của Hartmann để kiểm soát siêu chính xác. Điểm mạnh: Độ chính xác mặt sóng chưa từng có cho các hệ thống apererture lớn. Hạn chế: Chi phí cao và độ phức tạp sản xuất. Ứng dụng: Quang học thích ứng thiên văn (ví dụ: các ngôi sao hướng dẫn laser), vũ khí laser năng lượng cao và các thiết lập nghiên cứu tiên tiến. 5. Các bộ mở rộng chùm tia hơi siêu Gaussian quang học tích hợp Nguyên tắc: Mở rộng chùm tia qua các trường phát triển trong ống dẫn sóng, tạo ra các cấu hình siêu Gaussian thống nhất. Điểm mạnh: Thiết kế cực kỳ-nhỏ, tích hợp với tính đồng nhất của chùm tia tuyệt vời. Hạn chế: giới hạn ở bước sóng cụ thể và tỷ lệ mở rộng. Các ứng dụng: Mạng cáp quang, cảm biến sinh học và hệ thống quang tử thu nhỏ. 6. Máy mở rộng chùm nhỏ gọn phẳng Nguyên tắc: Sử dụng metasurfaces hoặc quang học nhiễu xạ cho các thiết kế phẳng, nhẹ. Điểm mạnh: Lý tưởng cho các thiết bị di động; Mass-Sản xuất và tiết kiệm không gian. Hạn chế: Những thách thức hiệu quả trong ánh sáng nhìn thấy và băng thông hẹp. Ứng dụng: Tai nghe AR/VR, LIDAR máy bay không người lái và các công cụ quang học cầm tay. 7. 2D liên tục thu phóng chùm tia Nguyên tắc: Tự động điều chỉnh các tham số chùm tia sử dụng ống kính di động hoặc gương có thể biến dạng. Điểm mạnh: Tính linh hoạt vô song cho tỷ lệ mở rộng thay đổi và độ dài tiêu cự. Hạn chế: Yêu cầu bảo trì cơ học và cao hơn. Các ứng dụng: Xử lý laser đa vật chất, quang học thích ứng và hệ thống hình ảnh động. 8. elipsoidal dầm của ống kính mở rộng Nguyên tắc: đạt được sự mở rộng thông qua một ống kính hình elip duy nhất thông qua khúc xạ/phản xạ. Điểm mạnh: Chi phí thấp, thiết kế đơn giản cho bố cục quang cụ thể. Hạn chế: quang sai trong các ứng dụng ngoài trục; Thường yêu cầu quang học bổ sung. Các ứng dụng: Máy quét mã vạch, hệ thống chiếu cơ bản và các công cụ công nghiệp nhạy cảm với chi phí. Chọn đúng chùm tia phù hợp: Cân nhắc chính Laser công suất cao: Thiết kế Galilean hoặc Aspheric đảm bảo an toàn và độ bền. Quang học chính xác: Hệ thống Aspheric hoặc Keplerian cung cấp điều khiển chùm tia vượt trội. Các hệ thống quy mô lớn: Hartmann Expanders cung cấp độ chính xác của sóng không khớp. Tính di động: Quang học mặt phẳng hoặc tích hợp cho phép thu nhỏ. Nhu cầu động: Các hệ thống có thể phóng to 2D thích ứng với các yêu cầu phát triển. Tại MG Optics, chúng tôi chuyên thiết kế và sản xuất các trình mở rộng chùm sáng tiên thiết được thiết kế để đáp ứng nhu cầu độc đáo của các ngành công nghiệp hiện đại.

Các số liệu đo giao thoa kế laser Zygo cho các thành phần quang học: 1. PV (Đỉnh đến Valley) Định nghĩa: Khoảng cách thẳng đứng giữa các điểm cao nhất và thấp nhất trên bề mặt. Ý nghĩa vật lý: Phản ánh lỗi cục bộ tối đa, trực tiếp biểu thị độ chính xác gia công. Lưu ý: PV rất nhạy cảm với các ngoại lệ (ví dụ: vết trầy xước hoặc khuyết tật) và nên được đánh giá cùng với các số liệu khác. Yêu cầu điển hình: Quang học có độ chính xác cao (ví dụ: gương laser) thường yêu cầu PV <λ/10 (= 632,8nm) .Dvantage: ít nhạy cảm hơn với tiếng ồn cục bộ, cung cấp một thước đo ổn định về chất lượng toàn cầu. 2. RMS (bình phương trung bình gốc) Định nghĩa: bình phương trung bình của độ lệch giữa tất cả các điểm bề mặt và hình dạng lý tưởng. Ý nghĩa vật lý: Đại diện cho mức độ trung bình của lỗi bề mặt tổng thể, được liên kết trực tiếp với biến dạng mặt sóng trong các hệ thống quang học. Ưu điểm: Ít nhạy cảm hơn với tiếng ồn cục bộ, cung cấp một thước đo ổn định về chất lượng toàn cầu. Yêu cầu điển hình: Hệ thống chính xác (ví dụ: kính viễn vọng) thường yêu cầu RMS <λ/20, λ/50. 3. Tỷ lệ Strehl Định nghĩa: Tỷ lệ cường độ cực đại của một hệ thống quang học thực với hệ thống giới hạn nhiễu xạ lý tưởng. Ý nghĩa vật lý: định lượng chất lượng hình ảnh; Các giá trị gần hơn với 1 chỉ ra hiệu suất cao hơn. Mối quan hệ với RMS: RMS cao hơn làm giảm tỷ lệ Strehl. Công thức thực nghiệm: Tỷ lệ Strehl ≈ exp [ - (2π · rms/λ) ²]. 4. Sức mạnh (độ lệch cong) Định nghĩa: Độ lệch của độ cong tổng thể so với hình dạng được thiết kế (hình cầu/hình cầu). Ý nghĩa vật lý: Phản ánh lỗi trong tiêu cự hoặc bán kính độ cong do gia công. Tác động: Sức mạnh quá mức gây ra sự thay đổi khu trú hoặc tăng quang sai. 5. Astigmatism Định nghĩa: quang sai gây ra bởi độ cong không khớp trong các trục trực giao (ví dụ: x/y). Ý nghĩa vật lý: Thường phát sinh từ các lỗi gia công không đối xứng hoặc ứng suất gắn. Manh mối trực quan: Các rìa nhiễu hình elip hoặc hình yên. 6. Hôn mê Định nghĩa: Lỗi không đối xứng dẫn đến dấu vết giống như sao chổi trong hình ảnh ngoài trục. Ý nghĩa vật lý: Thông thường gây ra bởi các đường dẫn công cụ không đồng đều hoặc nghiêng nghiêng trong quá trình chế tạo. Các kịch bản phổ biến: Quang học ngoài trục hoặc gương AREPTURE lớn dễ bị hôn mê. 7. Độ nhám bề mặt Định nghĩa: Các bất thường bằng kính hiển vi, được định lượng là SA (trung bình số học) hoặc SQ (độ nhám của RMS). Ý nghĩa vật lý: ảnh hưởng đến mất tán xạ, ngưỡng thiệt hại do laser gây ra, v.v. Đo lường: Giao thoa kế Zygo thường sử dụng giao thoa kế ánh sáng trắng (ví dụ: Mục tiêu Mirau). 8. Rìa Định nghĩa: số lượng các dải sáng/tối trong giao thoa kế; 1 fringe = λ/2 chênh lệch đường dẫn quang. Ý nghĩa vật lý: Trực quan hóa phân phối độ dốc của các lỗi bề mặt. Ứng dụng: Các rìa dày đặc chỉ ra độ dốc lỗi dốc (ví dụ, khiếm khuyết gia công hoặc biến dạng lắp). 9. Các hệ số đa thức Zernike Định nghĩa: Các hệ số từ sự phân hủy đa thức Zernike của các lỗi bề mặt (ví dụ: độ lệch, loạn thị, quang sai hình cầu). Ý nghĩa vật lý: Định lượng thành phần lỗi để hướng dẫn tối ưu hóa quá trình (ví dụ, sửa các thuật ngữ quang sai cụ thể). 10. Lỗi phù hợp Định nghĩa: Lỗi dư sau khi phù hợp bình phương nhỏ nhất của dữ liệu đo được vào bề mặt lý tưởng (hình cầu/hình cầu/phẳng). Ý nghĩa vật lý: Cho biết hình dạng được sản xuất phù hợp với thiết kế tốt như thế nào, quan trọng cho hiệu suất cấp hệ thống. Tóm tắt & Khuyến nghị Phân tích tổng thể: Ưu tiên PV và RMS nhưng phân tích các loại quang sai (loạn thị/hôn mê) để xác định các nguồn lỗi. Điều chỉnh quy trình: RMS cao có thể yêu cầu tái cấu trúc; Các gai PV cục bộ đề xuất các vấn đề công cụ hoặc gắn kết. Căn chỉnh ứng dụng: Yêu cầu thiết kế (ví dụ, hệ thống laser ưu tiên độ nhám, hệ thống hình ảnh tập trung vào tỷ lệ strehl). Xác nhận chéo: Sử dụng các công cụ bổ sung (ví dụ, cấu trúc kế, giao thoa kế ánh sáng trắng) để xác minh độ thô. Bằng cách giải thích các số liệu này, các kỹ sư có thể xác định các lỗ hổng chế tạo, tinh chỉnh các quy trình và đảm bảo các thành phần quang học đáp ứng các thông số kỹ thuật cấp hệ thống. Để biết thêm thông tin về các dịch vụ đo độ chính xác bề mặt quang học của chúng tôi, xin vui lòng liên hệ.

Các nhà khoa học và kỹ sư đi đầu trong Khoa học Vật liệu đã công bố một tiến bộ đột phá trong các lớp phủ chống phản chiếu (AR), một sự phát triển để xác định lại hiệu suất trong laser, thiết bị quang học và hệ thống năng lượng. Các lớp phủ thế hệ tiếp theo này kết hợp các khả năng truyền ánh sáng vượt trội với độ bền chưa từng có, giải quyết các thách thức quan trọng trong các ứng dụng năng lượng cao trong đó lớp phủ AR truyền thống thường thất bại trong điều kiện khắc nghiệt. Công nghệ đằng sau sự đột phá Được phát triển bởi một nhóm hợp tác từ Phòng thí nghiệm quang học sáng tạo và Viện Vật liệu Nâng cao Quốc gia , lớp phủ mới tận dụng thiết kế nano và vật liệu tiên tiến như Hafnia-Zirconia Composites. Bằng cách tối ưu hóa độ dày lớp và chỉ số khúc xạ, các nhà nghiên cứu đã đạt được ngưỡng thiệt hại vượt quá 100 J/cm², một sự cải thiện gấp năm lần so với các lớp phủ thông thường. Khả năng phục hồi này làm cho chúng lý tưởng cho các laser năng lượng cao, in thạch bản bán dẫn và quang học hàng không vũ trụ, nơi tiếp xúc với ánh sáng mạnh mẽ trước đây có tuổi thọ thành phần hạn chế. Lợi thế chính Hiệu quả nâng cao: Giảm tổn thất phản xạ (giảm xuống <0,1% trên các bước sóng băng thông rộng) tăng thông lượng ánh sáng trong các hệ thống quang học. Tuổi thọ mở rộng: Kháng thiệt hại do laser gây ra đảm bảo độ tin cậy trong các hoạt động lâu dài, năng lượng cao. Các ứng dụng đa năng: Tương thích với các chất nền thủy tinh, silicon và kim cương, cho phép sử dụng trong các thiết bị y tế, bộ tập trung năng lượng mặt trời và công nghệ phòng thủ. Tác động của ngành Tiến sĩ Emily Chen, nhà nghiên cứu chính của Labs Optics Labs cho biết, sự đổi mới này thu hẹp khoảng cách giữa hiệu suất quang học và độ bền. Đối với các ngành công nghiệp phụ thuộc vào laser chính xác, chẳng hạn như sản xuất chất bán dẫn và nghiên cứu năng lượng hợp nhất, các lớp phủ này có thể cắt giảm chi phí bảo trì 70% trong khi tăng gấp đôi hiệu quả của hệ thống. Những người chấp nhận sớm bao gồm các giải pháp laser toàn cầu , có kế hoạch tích hợp các lớp phủ vào các công cụ in thạch bản thế hệ tiếp theo. Công ty dự kiến ​​giảm 30% thời gian chết cho các nhà sản xuất chip, phù hợp với sự thúc đẩy toàn cầu đối với các chất bán dẫn nhỏ hơn, nhanh hơn. Nhìn về phía trước Với thương mại hóa dự kiến ​​vào năm 2026, các lớp phủ dự kiến ​​sẽ tạo ra một làn sóng đổi mới trong năng lượng xanh, nơi chúng có thể tăng cường hiệu quả của bảng điều khiển năng lượng mặt trời và bảo vệ các hệ thống quang điện tập trung khỏi các yếu tố gây căng thẳng môi trường. Nhóm nghiên cứu cũng đang khám phá các lớp phủ thích ứng điều chỉnh động để thay đổi điều kiện ánh sáng, tiếp tục mở rộng tiện ích của chúng. Đây là một người thay đổi trò chơi cho quang học, tiến sĩ Chen nói thêm. Bằng cách đẩy các ranh giới của những gì vật liệu có thể tồn tại, chúng tôi sẽ mở khóa các khả năng mới cho các công nghệ đã từng bị hạn chế bởi vật lý.

Trong sự điều chỉnh bề mặt của cacbua silicon (SIC), lắng đọng hơi vật lý (PVD) và lắng đọng hơi hóa học (CVD) là hai kỹ thuật chính. Chúng khác nhau đáng kể về các nguyên tắc quy trình, đặc điểm lớp phủ và kịch bản ứng dụng. Dưới đây là sự khác biệt cốt lõi giữa hai: 1. Nguyên tắc xử lý và cơ chế phản ứng PVD (lắng đọng hơi vật lý) Quá trình vật lý chiếm ưu thế: Vật liệu mục tiêu rắn được chuyển đổi thành các nguyên tử hoặc ion khí thông qua bắn phá hạt năng lượng cao (ví dụ, phun) hoặc bay hơi nhiệt (ví dụ, bay hơi ARC), sau đó ngưng tụ và lắng đọng trên bề mặt chất nền (ví dụ, SIC) để tạo thành một lớp phủ. Không có phản ứng hóa học: Chuyển vật liệu chủ yếu là vật lý, không có liên kết hóa học giữa vật liệu mục tiêu và chất nền. Các hình thức phủ thông qua sự hấp phụ và khuếch tán vật lý. CVD (lắng đọng hơi hóa học) Phản ứng hóa học chiếm ưu thế: Tiền chất khí (ví dụ: SIH₄, CH₄) phân hủy hoặc phản ứng với các loại khí khác ở nhiệt độ cao, tạo ra các chất hoạt động (ví dụ: SIC) lắng đọng trên bề mặt cơ chất thông qua liên kết hóa học. Liên kết hóa học: Lớp phủ tạo thành các liên kết giao thoa mạnh (ví dụ, liên kết cộng hóa trị) với chất nền, dẫn đến cường độ bám dính cao hơn. 2. So sánh các điều kiện quy trình Tham số PVD CVD Nhiệt độ Nhiệt độ thấp (thường là 200 ~ 500 ° C) Nhiệt độ cao (thường là 800 ~ 1200 ° C) Áp lực Môi trường chân không cao (10⁻³ ~ 10⁻⁶ PA) Áp suất thấp hoặc khí quyển (tùy thuộc vào khí phản ứng) Tỷ lệ lắng đọng Chậm hơn (cấp độ nanomet mỗi phút) Nhanh hơn (mức độ micromet mỗi giờ) Giới hạn cơ chất Thích hợp cho các chất nền nhạy cảm với nhiệt (ví dụ: các thành phần được xử lý) Yêu cầu các chất nền chống nhiệt độ cao (ví dụ: tấm sic thô) 3. Sự khác biệt về đặc tính lớp phủ Độ bền bám dính   PVD: Liên kết lớp chất nền chủ yếu là vật lý, với cường độ bám dính thấp hơn (khoảng 10 ~ 50 MPa). CVD: Liên kết mạnh thông qua các liên kết hóa học (lên tới hàng trăm MPA), cung cấp khả năng chống phân tách vượt trội. Mật độ lớp phủ PVD: Lớp phủ tương đối dày đặc nhưng có thể có lỗ chân lông vi mô (ví dụ: cấu trúc "tinh thể cột" trong quá trình phun). CVD: Lớp phủ rất dày đặc và đồng nhất (do sự hình thành tinh thể SIC liên tục thông qua các phản ứng hóa học). Độ dày và tính đồng nhất PVD: Thích hợp cho lớp phủ mỏng (một vài nanomet cho một vài micromet), với độ che phủ tốt trên các hình dạng phức tạp. CVD: Có khả năng lắng đọng các lớp phủ dày hơn (hàng chục micromet), nhưng độ đồng đều bảo hiểm trên các cấu trúc phức tạp có thể kém hơn. Độ tinh khiết và thành phần vật chất PVD: Thành phần lớp phủ được xác định trực tiếp bởi vật liệu mục tiêu, với độ tinh khiết cao (không có sản phẩm phụ). CVD: Kiểm soát chính xác thành phần (ví dụ, pha tạp với nitơ, boron) bằng cách điều chỉnh tỷ lệ khí phản ứng. 4. Kịch bản ứng dụng Ứng dụng PVD điển hình Lớp phủ chống mòn: Lớp phủ TIN, DLC (carbon giống như kim cương) trên các công cụ sic và vòng bi. Phim quang học: Lớp phủ phản chiếu/chống phản xạ trên các thiết bị quang SIC. Yêu cầu quá trình nhiệt độ thấp: Lớp phủ chống ăn mòn trên các thành phần được xử lý chính xác (ví dụ: khuôn đóng gói bán dẫn). Ứng dụng CVD điển hình Lớp phủ chống oxy hóa nhiệt độ cao: Các lớp bảo vệ SIC hoặc Si₃n₄ trên vật liệu tổng hợp SIC cho các ứng dụng hàng không vũ trụ. Các thiết bị bán dẫn: Tăng trưởng epiticular của màng sic đơn tinh thể trên các tấm sic (ví dụ, các lớp đệm cho các thiết bị năng lượng). Yêu cầu màng dày: Lớp phủ chống bức xạ trên các ống ốp sic cho các lò phản ứng hạt nhân. 5. Tóm tắt lợi thế và bất lợi Công nghệ Thuận lợi Bất lợi PVD Quá trình nhiệt độ thấp, độ bao phủ tốt trên các hình dạng phức tạp, không có ô nhiễm phụ chất Độ bền bám dính thấp hơn, lớp phủ mỏng hơn, chi phí vật liệu mục tiêu cao CVD Độ bền bám dính cao, lớp phủ dày đặc, kiểm soát thành phần mạnh mẽ Nhiệt độ cao giới hạn lựa chọn chất nền, khí phản ứng độc hại, thiết bị phức tạp 6. Tiêu chí lựa chọn Chọn PVD: Để xử lý nhiệt độ thấp, hình học phức tạp, màng tinh khiết cao hoặc các kịch bản đòi hỏi phải tránh ô nhiễm phản ứng hóa học. Chọn CVD: Đối với các ứng dụng yêu cầu độ bền bám dính cao, lắng đọng màng dày, độ ổn định nhiệt độ cao hoặc kiểm soát thành phần chính xác. Thông qua so sánh ở trên, công nghệ thích hợp (PVD hoặc CVD) có thể được chọn dựa trên các yêu cầu ứng dụng cụ thể (ví dụ, giới hạn nhiệt độ, hiệu suất lớp phủ, chi phí) để đạt được kết quả tối ưu trong sửa đổi bề mặt SIC. MG-OPTICS áp dụng sửa đổi PVD, không chỉ tăng cường hiệu quả sửa đổi trong khi đảm bảo chất lượng của lớp phủ sửa đổi mà còn giảm chi phí, cho phép sản xuất hàng loạt. Độ nhám có thể đạt đến Ra≤1nm.

Kính thiên văn phản chiếu được sử dụng rộng rãi trong các trường khác nhau do những ưu điểm của chúng như không có quang sai màu sắc và độ nhẹ dễ dàng. Trong số đó, kính viễn vọng phản xạ kép được sử dụng phổ biến nhất. Kính thiên văn RC là một loại quan trọng của kính viễn vọng phản xạ kép. Quá trình căn chỉnh của nó là rất quan trọng đối với chất lượng hình ảnh, nhưng hiện tại, nó chủ yếu dựa vào kinh nghiệm trong kỹ thuật, dẫn đến chi phí cao. 1. Trường quang học của kính thiên văn phản chiếu kép Tôi. Hệ thống hệ thống và định nghĩa ký hiệu: Khi một bề mặt quang lệch khỏi vị trí lý thuyết của nó, có sáu dạng phân tử và nghiêng. sơ đồ của việc giới thiệu phân hủy và nghiêng trong hệ thống ii. Hôn mê và loạn thị: Dựa trên lý thuyết quang sai sóng vector, quang sai sóng của kính viễn vọng đôi - phản xạ bao gồm các thành phần hôn mê và loạn thị. Thứ ba - đặt hàng hôn mê và thứ ba - thứ tự loạn thị của một hệ thống bị sai lệch có liên quan đến sự phân phối và độ nghiêng của gương thứ cấp. 2. Phân tích phương pháp căn chỉnh của kính viễn vọng RC: Phương pháp căn chỉnh truyền thống lấy hôn mê trong trường XEM AN -AXIS như một tài liệu tham khảo không thể đảm bảo rằng cả hai trục BẬT và TẮT - Các trường quan sát đạt được chất lượng hình ảnh tốt nhất đồng thời. Nếu hôn mê trong trường XEM AN -AXIS đầu tiên được điều chỉnh thành 0, mối quan hệ giữa quá trình phân hủy và độ nghiêng của gương thứ cấp có thể được xác định tại thời điểm này. Sau đó, điều chỉnh độ loạn thị trong trường đối xứng Tắt - trục. Bằng cách chọn tắt - các trường quan sát trong mặt phẳng Xoz và mặt phẳng Yoz để quan sát và điều chỉnh độ loạn thị, có thể điều chỉnh đồng thời thông qua nhiều lần lặp. Biểu đồ dòng chảy của quá trình căn chỉnh cho kính viễn vọng RC 3. Thí nghiệm căn chỉnh mô phỏng: Lấy kính viễn vọng R - C với các tham số cụ thể làm ví dụ, giới thiệu ngẫu nhiên số lượng sai lệch của gương thứ cấp. Đầu tiên, điều chỉnh sự phân hủy của gương thứ cấp để tạo hôn mê trong trường quay trên khung cảnh 0. Sau đó, điều chỉnh sự phân hủy và độ nghiêng của gương thứ cấp trong mặt phẳng yoz và mặt phẳng xoz để tạo ra độ loạn thị ở trục tắt - trục Trường quan sát đối xứng. Sau 3 lần lặp lại, gương thứ cấp được điều chỉnh theo vị trí được thiết kế theo lý thuyết, xác minh tính khả thi của phương thức căn chỉnh. quang sai sóng hệ thống của các trường khác nhau 4. Thí nghiệm căn chỉnh và kết quả: Áp dụng phương pháp căn chỉnh được xác minh bằng mô phỏng cho sự liên kết thực tế của kính viễn vọng R - C. Lấy gương chính làm tài liệu tham khảo, sửa gương thứ cấp trên khung điều chỉnh sáu chiều và sử dụng giao thoa kế 4D để kiểm tra. Sau khi căn chỉnh, quang sai sóng của trường nhìn trên hệ thống là 0,0730λ và quang sai sóng của trường đối xứng trục tắt là khoảng 0,08λ, đáp ứng các yêu cầu sử dụng. 5. Kết luận: Phương pháp căn chỉnh được đề xuất dựa trên lý thuyết quang sai sóng vector đã được xác minh bằng các thí nghiệm mô phỏng và căn chỉnh thực tế. Đối với một kính viễn vọng R - C, căn chỉnh có thể được hoàn thành thông qua 3 lần lặp. Sau khi căn chỉnh, quang sai sóng của cả hai trục BẬT và các trường trục của hệ thống đáp ứng các yêu cầu sử dụng.  

Mở rộng chùm là gì? Mở rộng chùm tia là một thành phần quang có khả năng thay đổi đường kính và góc phân kỳ của chùm sáng. Nó đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống quang học. 1. Định nghĩa của một phần mở rộng chùm tia Một đoạn mở rộng chùm thường bao gồm một tập hợp các ống kính có thể mở rộng chùm tia laser đầu vào hoặc các chùm sáng khác, tăng đường kính của chúng và có khả năng thay đổi góc phân kỳ của chúng. Các loại mở rộng chùm tia khác nhau có các thiết kế và cấu trúc khác nhau, nhưng mục tiêu chung của chúng là điều chỉnh các đặc điểm của chùm tia để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể. 2. Chức năng của một đoạn mở rộng chùm tia (1) Thay đổi đường kính chùm tia - Trong nhiều ứng dụng quang học, dầm có đường kính cụ thể là bắt buộc. Ví dụ, trong quá trình xử lý laser, đường kính chùm lớn hơn có thể bao gồm một khu vực xử lý lớn hơn. Bằng cách sử dụng một đoạn mở rộng chùm, một chùm hẹp có thể được mở rộng đến kích thước mong muốn. - Đối với các ứng dụng yêu cầu chiếu sáng đồng đều, chẳng hạn như hệ thống chiếu sáng kính hiển vi, một hệ thống mở rộng chùm tia có thể phóng to chùm tia phát ra từ nguồn ánh sáng để cung cấp nhiều ánh sáng hơn. (2) Điều chỉnh góc phân kỳ chùm tia - Góc phân kỳ của chùm tia là rất quan trọng đối với hiệu suất của một hệ thống quang học. Một đoạn mở rộng chùm tia có thể làm giảm góc phân kỳ (công thức: θ ≈ / (π * d)), làm cho chùm tia được va chạm nhiều hơn, do đó cải thiện khoảng cách truyền và hiệu suất tập trung. - Trong các hệ thống giao tiếp quang học, các chùm có góc phân kỳ thấp là cần thiết để đảm bảo truyền tín hiệu ổn định. Mở rộng chùm tia có thể điều chỉnh chùm đầu vào để đáp ứng các yêu cầu của hệ thống truyền thông quang học. (3) cho phép các hoạt động quang học chính xác cao - Một số hệ thống quang học có độ chính xác cao, chẳng hạn như nhíp quang, yêu cầu kiểm soát chính xác các đặc tính chùm tia. Một thiết bị mở rộng chùm tia có thể là một phần của hệ điều khiển chùm tia nhíp quang học, hoạt động cùng với các thành phần quang khác để đảm bảo khẩu độ trở lại của mục tiêu được chiếu sáng hoàn toàn trong khi cho phép định vị bẫy. - Trong định vị nano và định hình chùm tia chính xác cao, các bộ mở rộng chùm tia có thể được sử dụng với các bộ truyền động như động cơ siêu âm để đạt được điều khiển chùm tia chính xác. (4) Thích nghi với các ứng dụng đa dạng -Trong các hệ thống quang học đa bước sóng, chẳng hạn như LIDAR đa bước sóng, các thiết bị mở rộng chùm truyền truyền thống đơn giản đấu tranh để đạt được sự mở rộng chùm đồng thời ở nhiều bước sóng do quang sai màu. Để giải quyết vấn đề này, các bộ mở rộng chùm tia chuyên dụng, chẳng hạn như các bộ mở rộng chùm phản chiếu ngoài trục, có thể được thiết kế để sử dụng trong các hệ thống LIDAR đa bước sóng. (5) Tối ưu hóa hiệu suất hệ thống quang học -Trong thiết kế các bộ mở rộng chùm tia Aspheric aperic lớn, các bề mặt aspheric bậc cao được đưa vào ống kính khách quan để điều chỉnh quang sai gây ra bởi các ống kính khẩu độ tương đối lớn, do đó tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống quang học. - Đối với các hệ thống quang học chuyên dụng, chẳng hạn như giao thoa kế Michelson trong các máy dò sóng hấp dẫn, việc lắp đặt kính thiên văn mở rộng chùm góc có thể làm giảm kích thước chùm tia và kích thước chia trong khi cải thiện hiệu suất thời gian quan sát, cung cấp các điểm chẩn đoán chùm tia cần thiết và tạo điều kiện thuận lợi cho việc sắp xếp chùm tia. 3. Các loại mở rộng chùm tia Các bộ mở rộng chùm tia chủ yếu được chia thành hai loại: khúc xạ (dựa trên ống kính) và phản xạ (dựa trên gương). (1) Bộ mở rộng chùm khúc xạ (dựa trên ống kính) Các bộ mở rộng chùm khúc xạ hoạt động dựa trên nguyên tắc khúc xạ ống kính và thường bao gồm hai hoặc nhiều ống kính. Các loại phổ biến bao gồm các thiết bị mở rộng chùm tia Galilean và các bộ mở rộng chùm tia Keplerian. (2) Bộ mở rộng chùm phản chiếu (dựa trên gương) Bộ mở rộng chùm phản chiếu hoạt động dựa trên nguyên tắc phản xạ gương và thường bao gồm hai hoặc nhiều gương cong. Các loại phổ biến bao gồm các thiết bị mở rộng chùm phản chiếu ngoài trục và các bộ mở rộng chùm phản xạ đồng trục. (3) So sánh các thiết bị mở rộng chùm tia khúc xạ và phản xạ - Các thiết bị mở rộng chùm tia khúc xạ: nhỏ gọn, phù hợp cho các ứng dụng năng lượng thấp đến trung bình, nhưng có thể giới thiệu quang sai màu. - Trình mở rộng chùm phản chiếu: Lý tưởng cho các ứng dụng công suất cao, không có quang sai màu, nhưng cồng kềnh và phức tạp hơn để sắp xếp. 4. Ví dụ ứng dụng - Xử lý laser: Các thiết bị mở rộng chùm khúc xạ được sử dụng trong cắt và hàn laser, trong khi các bộ mở rộng chùm phản chiếu được sử dụng trong xử lý laser công suất cao. - Quan sát thiên văn: Các bộ mở rộng chùm phản xạ được sử dụng trong các hệ thống kính viễn vọng để mở rộng lĩnh vực quan điểm. - Đo quang học: Các thiết bị mở rộng chùm khúc xạ được sử dụng trong giao thoa kế và thí nghiệm quang học. - Giao tiếp bằng laser: Các thiết bị mở rộng chùm tia khúc xạ được sử dụng để chuẩn bị và mở rộng chùm tia. Bản tóm tắt Các bộ mở rộng chùm là các thành phần thiết yếu trong các hệ thống quang học, cho phép kiểm soát chính xác đường kính chùm tia và góc phân kỳ để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng đa dạng. Thiết kế và lựa chọn của họ phụ thuộc vào các yếu tố như bước sóng, sức mạnh và các trường hợp sử dụng cụ thể. Với những tiến bộ trong công nghệ, các trình mở rộng chùm tia tiếp tục phát triển, cung cấp hiệu suất và tính linh hoạt được cải thiện trong các lĩnh vực từ xử lý laser đến quan sát thiên văn.