[发明专利]一种地基密封充气式太阳望远镜有效

专利信息
申请号: 201910608506.3 申请日: 2019-07-08
公开(公告)号: CN110398834B 公开(公告)日: 2021-03-23
发明(设计)人: 饶长辉;刘洋毅;顾乃庭;王成;饶学军;李程 申请(专利权)人: 中国科学院光电技术研究所
主分类号: G02B23/00 分类号: G02B23/00;G02B23/16
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610209 *** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 地基 密封 充气式 太阳 望远镜
【说明书】:

发明提出了一种地基密封充气式太阳望远镜,包括主封窗玻璃(1)、镜筒充气口(2)、镜筒(3)、热光阑进液管(4‑1)、主镜(5)、四通(6)、空气分配箱(7)、进气管(8‑1)、主镜后盖(9)、密封隔热层(10)、镜筒排气口(11)、热光阑出液管(4‑2)、热光阑(12)、气体状态监测模块(13)和次镜(14)。本发明采用封闭式镜筒,有效保护了光学器件;惰性气体填充,显著降低了镜筒内外压力差;热控制,极小化了镜面热变形和局部视宁度效应。本发明具有能有效保护光学器件、无显著镜筒内外压力差、无显著热效应、易于维护等优点,明显优于现有太阳望远镜方案,具有很强的创新性和实用性。

技术领域

本发明涉及天文观测仪器与设备领域,特别是一种地基密封充气式太阳望远镜。

背景技术

太阳成像观测数据是进行太阳物理研究和太阳活动预报最基本的观测资料,而获取太阳成像观测数据最主要的设备就是地基太阳望远镜。根据衍射极限公式,光学系统的口径越大将带来更高的分辨率。因此,为了获取更加小尺度的太阳活动信息,地基太阳望远镜的口径不断增大。

2000年前,太阳望远镜口径多在1米以下。为了保护光学元件,望远镜多采用了封闭式结构,同时,为了进一步消除光学器件过热带来的镜面热变形和局部视宁度效应,对镜筒进行抽真空处理,形成了真空式太阳望远镜。2000年至今,随着太阳望远镜口径突破了米级,相继达到了2米级和4米级。由于大口径封窗玻璃制造困难和压力双折射效应的影响,地基大口径太阳望远镜逐渐放弃了真空式设计,开始采用敞开式设计——即所有光学器件暴露在环境中,同时,通过对热光阑和主镜等器件进行热控制,以减小镜面热变形和局部视宁度效应。

然而,无论是真空式太阳望远镜还是敞开式太阳望远镜,它们各自均存在一些难以克服的缺陷。

真空式太阳望远镜镜筒密闭空间内要求具有极高的真空度,因此对望远镜结构的气密性提出了很高要求,受限于密封水平,往往望远镜需要定期抽气以维持镜筒内较高的真空度(一般每1-2周就需要进行抽气维护),加大了望远镜的维护和运行成本;由于望远镜内外存在近一个大气的压力差,对镜筒结构形成了较大的压力,不利于望远镜结构的稳定性;尽管镜筒内较高的真空度从根本上消除了局部视宁度效应,但是主镜由于受到直接辐照而没有进行有效热控,存在较大的镜面热变形,影响系统成像性能;此外,由于大口径的封窗玻璃难以制造,这也在根本上限制了真空式太阳望远镜在米级以上更大口径太阳望远镜中的应用。

敞开式太阳望远镜中所有光机件均直接暴露于环境中,直接受到外界雨雾、沙尘的影响,短期会造成光学表面受到沙尘污染,需要定期对镜面进行擦拭维护;长期将会使得光学表面镀膜受到腐蚀,需要对光学器件进行重新镀膜和装调。这些问题都极大地影响了敞开式太阳望眼镜的运行。

基于以上背景,本发明提出了一种地基密封充气式太阳望远镜。本发明采用密封式镜筒设计,充分利用了真空式太阳望远镜能较好保护光学器件这一优势;通过充入惰性气体,平衡了镜筒内外压力差,消除了压力差带来的结构不稳定性;同时,对热光阑和主镜进行热控制,极大地减小了镜面热变形和局部视宁度效应的影响。该发明集合了现有真空式和敞开式太阳望远镜的优点,并有效规避了各自的缺陷,具有很强的创新性和实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是:提出一种新型太阳望远镜方案,有效规避现有真空式太阳望远镜或敞开式太阳望远镜无法有效保护光学器件、存在内外压力差、无法控制热效应等缺陷。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:一种地基密封充气式太阳望远镜,由主封窗玻璃、镜筒充气口、镜筒、热光阑进液管、主镜、四通、空气分配箱、进气管、主镜后盖、密封隔热层、镜筒排气口、热光阑出液管、热光阑、气体状态监测模块、次镜等部分组成。

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