نسبة عالية من السيليكون (AlSi، Si ≥ 40٪) كركيزة مرآة للبصريات المعدنية المبردة عالية الأداء

نسبة عالية من السيليكون (AlSi، Si ≥ 40٪) كركيزة مرآة للبصريات المعدنية المبردة عالية الأداء

تم استخدام البصريات المعدنية المصنوعة من الألومنيوم 6061 على نطاق واسع لتلبية متطلباتأداة حراريةتصميم. المرايا المعدنية المخروطة بالماس هي مكونات بصرية قياسية في الأجهزة الفلكية بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة التي تعمل في درجات حرارة مبردة. يمكن تصنيع الهياكل والبصريات من نفس المادة (الألومنيوم) لتجنب الإجهاد الحراري بسبب CTEs المختلفة. ومع ذلك ، خشونة السطح ،سلوك التشتتودقة شكل مرايا الألومنيوم محدودة بسبب الخصائص البلورية والميكانيكية لمادة الركيزة. يمكن استخدام المرايا المصنوعة من السيراميك الزجاجي صفر التمدد أو كربيد السيليكون (SiC) للتطبيقات المبردة. ومع ذلك ، فإن هذا يتطلب جهودا هائلة فيما يتعلق بالتصنيع والتركيب. لذلك يحاول المصمم تجنب استخدام الزجاج أو السيراميك في ظروف العمل هذه. سيكون استخدام نفس المادة للبصريات والهياكل حتى لتطبيقات الأشعة تحت الحمراء القريبة خطوة كبيرة إلى الأمام.

 

استخدام ركائز الألومنيوم معطبقة نيبمن الممكن التغلب على قيود أداء مرايا الألومنيوم.

 

مختلفتقنيات التلميعيمكن تطبيقها. ومع ذلك ، يجب تقليل عدم التطابق الكبير في CTE لالاستخدام المبرد.بالنظر إلىسلوك التحجيممن التشوه بسبب عدم تطابق CTE لبسيطلوحة ثنائية المعدنتصبح العوامل المحددة واضحة:

لأالنهج الحراريتوسيع تسيطر عليها سبائك AlSi من المورد AlSi ، تيانجين Baienwei تكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة هي مادة الركيزة واعدة. كل من معامل يونغز الأعلى ل AlSi مقارنة بالألمنيوم القياسي وعدم تطابق CTE الصغير بين AlSi و NiP لهما تأثير إيجابي على تقليل الانحناء ثنائي المعدن. لم تعد طبقات NiP الرقيقة جدا ، الضرورية للألمنيوم القياسي ، إلزامية.

 

مرآة المكبس لمجمع شعاع التداخل

الإمكانية تصنيع هياكل معقدة أو خفيفة الوزن هي ميزة أخرى للبصريات المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معامل يونغ لمادة المرآة الجديدة هذه أعلى بنسبة 30٪ من سبائك الألومنيوم الشائعة. يوضح الشكل 1 وحدة مرآة مكبس خفيفة الوزن مصنوعة من AlSi لقياس التداخلمجمع الحزمة LINC-NIRVANA (LN) [1] في التلسكوب الكبير ثنائي العينين (LBT). توضح المحاكاة في الشكل 2 الانخفاضتأثير ثنائي المعدنبسبب استخدام AlSi.

 

                        

 

الشكل 1: مرآة المكبس لمجمع شعاع التداخل LBT (درجة حرارة العمل -10 °C - + 20 °C)

       

 

    الشكل 2: مرآة Al 6061 (يسار = 66 نانومتر p-v) و AlSi (يمين = 39 نانومتر p-v) بطبقة NiP 50 ميكرومتر عند T = 25 K (محاكاة)

يتم تثبيت مرآة المكبس LN علىبيزو- المحرك الكهربائيلإزالةالمكبس التفاضليبين ذراعي قياس التداخل للأداة وتوجيه الضوء إلى مجمع الحزمة cryostat. مطلوب كتلة منخفضة وتردد ذاتي عالي. سيكون من الصعب للغاية تحقيق هذا الهدف إذا تم تصنيع البصريات من الزجاج أو السيراميك. يبلغ وزن الوحدة الكاملة (بدون مرحلة بيزو) 3.2 كجم فقط (الحجم الميكانيكي لسطح المرآة: 200× 145 مم). لقد حققنا القيمة المستهدفة λ / 10 p-v (633 نانومتر) للسطح البصري الكامل.

تلسكوب دوار METimage ميتإيمج

METimage هو مفهوم تلسكوب جديد لمقياس إشعاعي متعدد الأطياف بعرض رقعة كبير ومسافة أخذ عينات أرضية ظاهرحتىالنطاق الطيفي الحراري بالأشعة تحت الحمراء[2]. يفي بمتطلبات المستخدم لقياسات المعلمات الفيزيائية في الغلاف الجوي وسطح البحر وسطح الأرض لتقييم الحالات ذات الصلة بالأرصاد الجوية. تعتمد البصريات العاكسة للتلسكوب الدوار على تلسكوب أنابجمات ثلاثي المرايا (TMA). وهو قيد التطوير بالتعاون مع JENOPTIK (بدعم من المركز الألماني للطيران والفضاء DLR ، رقم 50 EE 0926).