Korektor zerowy

Badanie zwierciadła sferycznego za pomocą interferometru. Wszystkie powierzchnie w testerze są płaskie lub kuliste, więc sam tester jest dość łatwy do wyprodukowania i przetestowania. Ta konfiguracja może przetestować sferyczne lustro dowolnej wielkości – ponieważ czoło fali jest sferyczne, lustro może być małe i z bliska lub wiele metrów w poprzek i dalej. Test wymaga jedynie, aby otwór znajdował się w środku kuli wyznaczonej przez powierzchnię lustra.

Korektor zerowy to urządzenie optyczne używane do testowania dużych zwierciadeł asferycznych. Zwierciadło sferyczne dowolnej wielkości można stosunkowo łatwo przetestować przy użyciu standardowych elementów optycznych, takich jak laser , lustra , rozdzielacze wiązki i soczewki skupiające . Jedna metoda wykonania tego za pomocą sześcianu Shack jest pokazana po prawej stronie, a możliwych jest wiele innych konfiguracji. Test interferometru , taki jak ten, generuje mapę konturową odchylenia powierzchni od idealnej kuli, z zastosowanymi konturami w jednostkach połowy długości fali. Nazywa się to testem zerowym , ponieważ gdy lustro jest idealne, wynik jest zerowy (brak konturów). Jeśli wynik nie jest zerowy, lustro nie jest idealne, a wzór pokazuje, gdzie optyk powinien wypolerować lustro, aby je poprawić.

Dodanie korektora zerowego, aby test interferometru mógł zmierzyć asferyczne lustro. Korektor zerowy anuluje niesferyczną część figury lustra , więc patrząc z punktu A, kombinacja wygląda dokładnie kulisto, jeśli badane lustro ma prawidłową figurę. Diagram nie jest zgodny ze skalą – korektor zera jest znacznie mniejszy niż tutaj.

Jednak zwierciadła stosowane we współczesnych teleskopach nie są kuliste – są to obroty paraboli lub hiperboli , ponieważ te bardziej złożone kształty zmniejszają aberracje optyczne i dają większe pole widzenia . (Zobacz na przykład teleskop Ritchey-Chrétien lub anastygmaty z trzema zwierciadłami, takie jak LSST .) Zwierciadła niesferyczne, takie jak te, nie dadzą zerowego wyniku podczas testowania jak powyżej, a testy, które dają zerowe wyniki, są zdecydowanie preferowane (wymagają niewielkiej interpretacji, a wyniki przekładają się bezpośrednio na wymagania dotyczące polerowania). Jednym z rozwiązań jest wprowadzenie korektora zerowego , jak pokazano na drugim rysunku. Składa się z jednej lub więcej soczewek i/lub zwierciadeł wprowadzonych na ścieżkę optyczną, które sprawiają, że pożądane zwierciadło wygląda jak zwierciadło idealnie kuliste. Za pomocą tego urządzenia zmierzona mapa konturowa pokazuje teraz różnicę w stosunku do pożądanego kształtu zamiast różnicy w stosunku do kuli. Teraz pomiar i polerowanie może przebiegać tak samo jak w obudowie sferycznej. Ta metoda jest stosowana do produkcji prawie wszystkich dużych luster do nowoczesnych teleskopów.

Ponieważ lustro zostanie zeszlifowane do tego, co korektor zerowy zgłasza jako właściwą receptę, bardzo ważne jest, aby korektor zerowy sam był poprawny. Błąd w budowie korektora zerowego doprowadził do tego, że lustro w Kosmicznym Teleskopie Hubble'a zostało zeszlifowane do niewłaściwego kształtu. Mniej znane, zdarzyło się to również w innych przypadkach, takich jak Teleskop Nowej Technologii . Pierwotnie nie było łatwego sposobu na przetestowanie zerowego korektora, więc producenci luster musieli szczególnie uważać, aby soczewki były prawidłowe i prawidłowo rozmieszczone (ta druga część, odstępy, była źródłem awarii korektora zerowego Hubble'a). Z nadejściem hologramów generowanych komputerowo , możliwe jest teraz stworzenie hologramu z odpowiedzią fazową dowolnego lustra. Taki hologram można wykonać w celu analitycznego zduplikowania odpowiedzi fazowej pożądanego lustra, a następnie przetestować go z korektorem zerowym, tak jak przetestowano by prawdziwe lustro. Jeśli kombinacja wygląda jak zwierciadło sferyczne dla interferometru, to zarówno korektor zerowy, jak i hologram są poprawne z dużym prawdopodobieństwem, ponieważ korektor zerowy i hologram są konstruowane niezależnie za pomocą różnych procedur. Ta procedura została wykorzystana do przetestowania (i znalezienia błędu) korektora zerowego używanego w Obserwatorium MMT modernizacja pojedynczego lustra.

^ Burge, JH (1993). „Zaawansowane techniki pomiaru zwierciadeł pierwotnych dla teleskopów astronomicznych” . doktorat Teza, Uniwersytet Arizony. {{ cite journal }} : Cite journal wymaga |journal= ( pomoc ) . Więcej niż kiedykolwiek chciałeś wiedzieć o korektorach zerowych.
^ ^a ^b Lew Allen (przewodniczący) (1990). „Raport o awariach systemów optycznych Kosmicznego Teleskopu Hubble'a” (PDF) . Raport techniczny NASA NASA-TM-103443. Ostateczny raport na temat błędu w zwierciadle Hubble'a wynikał z błędu w konstrukcji odblaskowego korektora zerowego.
^ William J. Broad (10.08.1990). „Panel znajduje błąd producenta teleskopu kosmicznego” . New York Timesa . . Wspomniany błąd zdarzył się również podczas produkcji Teleskopu Nowej Technologii.
^ Burge, James H. (1993). Test zerowy dla korektorów zerowych: analiza błędów (PDF) . Międzynarodowe sympozjum SPIE w 1993 r. na temat optyki, obrazowania i oprzyrządowania. Międzynarodowe Towarzystwo Optyki i Fotoniki. s. 86–97. „Hologram został zaprojektowany i wykonany niezależnie od korektora zerowego, więc zgodność między nimi wskazuje na duże prawdopodobieństwo, że oba są poprawne”.
^ Wilson, RN (1999). Refleksyjna optyka teleskopu II: wytwarzanie, testowanie, ustawianie, nowoczesne techniki . Tom. 2. Springer Verlag. P. 85.
^ Martin HM, Burge JH, Ketelsen DA, West SC (1997). „Wykonanie 6,5-metrowego zwierciadła głównego do konwersji teleskopu z wieloma zwierciadłami”. postępowanie . 2871 : 399–404. Bibcode : 1997SPIE.2871..399M . doi : 10.1117/12.269063 . ISSN 0277-786X . S2CID 1942534 .

[1] Burge, JH (1993). „Zaawansowane techniki pomiaru zwierciadeł pierwotnych dla teleskopów astronomicznych” . doktorat Teza, Uniwersytet Arizony. {{ cite journal }} : Cite journal wymaga |journal= ( pomoc ) . Więcej niż kiedykolwiek chciałeś wiedzieć o korektorach zerowych.

[Allen-2] Lew Allen (przewodniczący) (1990). „Raport o awariach systemów optycznych Kosmicznego Teleskopu Hubble'a” (PDF) . Raport techniczny NASA NASA-TM-103443. Ostateczny raport na temat błędu w zwierciadle Hubble'a wynikał z błędu w konstrukcji odblaskowego korektora zerowego.

[3] William J. Broad (10.08.1990). „Panel znajduje błąd producenta teleskopu kosmicznego” . New York Timesa . . Wspomniany błąd zdarzył się również podczas produkcji Teleskopu Nowej Technologii.

[4] Burge, James H. (1993). Test zerowy dla korektorów zerowych: analiza błędów (PDF) . Międzynarodowe sympozjum SPIE w 1993 r. na temat optyki, obrazowania i oprzyrządowania. Międzynarodowe Towarzystwo Optyki i Fotoniki. s. 86–97. „Hologram został zaprojektowany i wykonany niezależnie od korektora zerowego, więc zgodność między nimi wskazuje na duże prawdopodobieństwo, że oba są poprawne”.

[5] Wilson, RN (1999). Refleksyjna optyka teleskopu II: wytwarzanie, testowanie, ustawianie, nowoczesne techniki . Tom. 2. Springer Verlag. P. 85.

[Martin1997-6] Martin HM, Burge JH, Ketelsen DA, West SC (1997). „Wykonanie 6,5-metrowego zwierciadła głównego do konwersji teleskopu z wieloma zwierciadłami”. postępowanie . 2871 : 399–404. Bibcode : 1997SPIE.2871..399M . doi : 10.1117/12.269063 . ISSN 0277-786X . S2CID 1942534 .