对清晰度:在3种望远镜设计射线射线射线射线

2021年5月25日

自星空,就开始开始渴望能清晰遥远星体星体。望远镜拓宽拓宽了的的视野视野视野视野视野视野视野视野视野,我们我们用视角我们的。。望远镜起来是一种技术技术技术,但但的和观测观测部门部门仍然希望希望希望进一步进一步改进图像清晰度清晰度。射线追踪追踪仿真光学光学工程师调整调整和

最小地减少和失真失真

(((使用用于折射望远镜望远镜))(使用真实很光线失真在在限制限制下通过仔细和望远镜布局这些元件减轻光学失真。

由光学引起望远镜设计的球面像差示意图
由光学引起的设计中的色差示意图

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即使用反射镜和透镜望远镜望远镜望远镜,也的,也因为环境环境条件条件而而面临面临失真。不同的的温度会制造制造和和和引起的物理变形,都变形变形变形影响影响质量除了除了多多物理物理因素因素因素外外,还外外多多多这些这些这些这些这些这些这些这些这些,还还

在comsol多物理学®中分析分析个个设计设计

comsol多物理学®软件和的光学模块支持对对进行射线追踪分析接下来接下来接下来接下来接下来接下来,schmidt schmidt – cassegrain((((((((((教程模型,凯克((),说明

3个个设计中,schmidt – cassegrain和gregory -matsukov望远镜望远镜是和和的巧妙混合体混合体混合体混合体混合体混合体混合体混合体这这使得它们作为天文学天文学和和地球观测的相对相对相对相对经济经济经济经济经济经济经济凯克的突破工程的极限极限极限,创造创造世界上最大大的天文望远镜望远镜望远镜。。。。。自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自自适应光学AO(ao)来来失真而了改进适应光学在天文望远镜以及军事军事生物生物医学,机器人机器人和和消费消费设备

schmidt – cassegrain和gregory – matsukov望远镜:避免非球面性

制造业的人们光及其行为的不断理解理解推动了。。。例如例如例如例如例如例如例如,艾萨克·牛顿,当时的生产质量足够好的。。

经典卡塞格林的示意图,其中其中了和焦点焦点
“ cassegrain”反射式反射式。图片由由由由由Wikimedia Commons获得许可(CC BY-SA 2.5()

大多数反射式设计组合两::

  1. 凹抛物面主镜
  2. 凸双曲面副镜

1672年的的劳伦特劳伦特劳伦特劳伦特劳伦特劳伦特劳伦特劳伦特,但是但是年的高高质量质量的镜子镜子存在存在存在一定一定一定的的的困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难质量质量质量质量质量质量质量质量质量质量高质量高高高高高高高高高高高高高高高高高高困难困难困难困难困难困难困难困难困难困难设计在上了一个,以便使用,从而球面镜,从而球面镜球面镜

19世纪末进步使得使得望远镜望远镜的可能在那个科学快速发展发展的的,新时代时代时代时代RF ROYCE曾对做::

1906年,Martin Schwartzchild发表调节两的非球,可以面度面度差差差……这这历史上第一次在真正

即使到了了,由于对的依赖依赖“ schmidt校正板”。。种折的适应使得人们使用球面主镜球面主镜和副镜带来了许多点。

施密特-卡塞格林望远镜示意图,显示显示右侧的次镜次镜次镜
schmidt – cassegrain用球面主镜右侧施密特校正板正由球面镜的失真。尽管施密特校正板一透镜,但但表面的太太小小

如下图所,Gregory – Matsukov schmidt – schmidt – cassegrain相似相似相似。。两两者者之间之间区别区别区别区别区别区别是是是是是是是是是dmitri maksutov提议使用正,cassegrain式望远镜式望远镜。。。

Gregory-Maksutov望远镜示意图,显示显示内部镀反射点反射点
在gregory – matsukov望远镜,副镜副镜内侧反射反射反射反射反射反射反射所取代这经济实惠实惠的的设计设计“ Spot-Maksutov”。

1957年,约翰·格雷戈里(John Gregory)设计

凯克:36合一的望远镜望远镜

“凯克望远镜人类伟大成就成就之一之一之一之一之一之一之一之一像大型强子对撞机,基因组基因组基因组基因组计划计划计划计划,,,威廉·莎士比亚franz schubert一样
-理查德·道金斯(Richard Dawkins)

尽管说,前面说说说的设计可以降低成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本设计设计设计设计设计设计初衷初衷初衷为了观测星星星星星星星星星星星星星星星星星星星星1948年年年一直是美国最大望远镜。实际上美国有两两台这样这样的庞然庞然大物物物物物物物物的的的,1992年1996年1996年年1996年年年年年年年年年年

在粉红色紫色背景下拍摄的台凯克望远镜的照片
夏威夷mauna kea山天文台两台台台台望远镜望远镜图片由由由提供Wikimedia Commons获得许可(CC由3.0)。

但很大,凯克的的设计者着与普通相同的的一些一些一些限制限制限制。。。。即使我们我们的能力能力不断不断提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高提高能力能力的/加州/加州理工团队,10米长10米长花费花费超过10亿亿美元,36亿美元。。。

凯克望远镜望远镜内内个分段照片照片照片
凯克望远镜的。图片由由提供Wikimedia Commons获得许可(CC由3.0)。

jerry nelson nelson提议提议的的成本成本的成本的都通过的机械调整。。

为了您这个是多么强大强大又精确精确,可以想象精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确,1.8米宽米宽又精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确精确大约是1/25000Th。尽管组装是大而重的的,分段式分段式的的重量重量与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与

凯克望远镜示意图示意图,右侧灰色分段主镜主镜主镜,以以
凯克望远镜整体示意图,右侧右侧是。。。

主镜不断地减轻重力失真失真失真失真失真失真失真失真失真的失真有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于有助于对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗,并将其对遥远恒星的提高提高了了100倍

在comsol多物理学中建模中建模的凯克望远镜的的的的的个主镜个主镜可视化可视化
凯克望远追踪结果结果,底部分段,光线反射镜反射镜反射镜反射镜

:keck望远镜结构,使用主镜几何结构射线光学中的的面镜面镜面镜面镜多多多多多多零零零零件构造构造而而而而成。。。它它它由由由由由由由由由由由个个个个个分段分段六的镜子,每个复制复制复制:keck望远镜的射线图射线图,按射线图,按射线图射线图。。。

使用仿真进一步望远镜设计

使用comsol的射线光学模块,,您您模型并执行的射线追踪。。该该包含包含一一个个个内置内置参数化件库件库件库件库件库件库件库件库件库件库件库件库件库件库内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置内置您您您您您(((()的的三零的的创建创建创建创建创建创建创建创建件件维维)则(三维维维三三则则则用于用于用于创建和副镜。副镜副镜副镜副镜内置内置内置光学零件

望远镜设计零实例视图视图
schmidt – cassegrain望远镜望远镜不同视图视图视图

schmidt – cassegrain望远镜模型。但是,通过每零件内置工作,可以,可以平面平面平面。

在望远镜模型传播的光波被被®处理为这些可以在在几何形状的任何上反射,,折射或或或或吸收吸收。射线射线模块模块提供提供了了种种可视化选项来来展示这这种0°、0.125°和0.25°)下下使用三种波长波长波长((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((546nm和656nm)的

schmidt – cassegrain望远镜的射线图,射线在色表视化。。
schmidt – cassegrain望远镜点图,波长波长表可视化视化

:schmidt – cassegrain望远镜的射线图,显示由产生射线。颜色表示表面上的的射线。。。。。按按按按按波

您还使用模型在个模拟环境中执行结构-热-光学-光学(停止)分析,从而从而图像的环境。。

下一步

下载本文的的种种设计的::

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yr李
yr李
2022-01-05

您您,comsol comsol自带-大-大大激光激光聚焦系统至至至至至焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移焦移中中中中,该现象网格密度变化下去下去,请问下去,请问是怎么回事?

敏袁
敏袁
2022-01-18 comsol员工

好,我们计算,通过,通过通过空间离散离散较细化,分别温度极,得到大值,得到的后的数值有有微小微小.com/Multiphysics/网格 - parent?parent = physics-pdes-numerical-042-32

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