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

تم استخدام البصريات المعدنية المصنوعة من الألومنيوم 6061 على نطاق واسع لتلبية متطلبات أداة حراريةتصميم. المرايا المعدنية المخروطة بالماس هي مكونات بصرية قياسية في الأجهزة الفلكية المتوسطة بالأشعة تحت الحمراء 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 التشتت ودقة شكل مرايا الألومنيوم محدودة بسبب الخصائص البلورية والميكانيكية لمادة الركيزة. يمكن استخدام المرايا المصنوعة من السيراميك الزجاجي الصفري 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 مع طبقة NiPمن الممكن التغلب على قيود أداء مرايا الألومنيوم.

مختلف تقنيات التلميعيمكن تطبيقها. ومع ذلك ، يجب تقليل عدم التطابق الكبير في CTE من أجلالاستخدام المبرد.النظر إلى سلوك التحجيم من التشوه بسبب عدم تطابق CTE لبسيط لوحة ثنائية المعدنتصبح العوامل المحددة واضحة:

ل النهج الحراريسبيكة AlSi التي تسيطر عليها التوسع من مورد AlSi ، Tianjin Zuoyuan New Material Technology Co. ، Ltd هي مادة ركيزة واعدة. كل من معامل Youngs الأعلى ل AlSi مقارنة بالألمنيوم القياسي وعدم تطابق CTE الصغير بين AlSi و NiP لهما تأثير إيجابي على تقليل الانحناء ثنائي المعدن. طبقات NiP الرقيقة جدا ، الضرورية للألمنيوم القياسي ، لم تعد إلزامية.

مرآة المكبس لمجمع شعاع التداخل

ال تعد إمكانية تصنيع الهياكل المعقدة أو خفيفة الوزن ميزة أخرى للبصريات المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معامل يونغ لهذه المادة المرآة الجديدة أعلى بنسبة 30٪ من سبائك الألومنيوم الشائعة. يوضح الشكل 1 وحدة مرآة مكبس خفيفة الوزن مصنوعة من AlSi ل قياس التداخل مجمع الشعاع LINC-NIRVANA (LN) [1] في التلسكوب المجهر الكبير (LBT). توضح المحاكاة في الشكل 2 الانخفاضتأثير ثنائي المعدنبسبب استخدام AlSi.

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

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

مرآة المكبس LN مثبتة علىمشغل كهربائي بيزو لإزالة مكبس تفاضليبين ذراعي قياس التداخل للأداة وتوجيه الضوء إلى CRYOSTAT مجمع الشعاع. مطلوب كتلة منخفضة وتردد ذاتي مرتفع. سيكون من الصعب جدا تحقيق هذا الهدف إذا تم تصنيع البصريات من الزجاج أو السيراميك. الوحدة كاملة (بدون مرحلة بيزو) لها وزن فقط 3.2 كجم (الحجم الميكانيكي لسطح المرآة: 200 × 145 ملم). حققنا القيمة المستهدفة λ / 10 p-v (633 نانومتر) للسطح البصري الكامل.

تلسكوب METimage الدوار ميتاميج

METimage هو مفهوم تلسكوب جديد لمقياس إشعاعي متعدد الأطياف بعرض رقعة كبيرة ومسافة أخذ عينات أرضية تبلغ < 1km. This telescope is intended for meteorological application and will be used in a succession-satellite system to the present EUMETSAT polar system (EP). The essence of the METimage concept is a novel rotary telescope designed by scientists at JENOPTIK. The instrument registers the light which is reflected by the earth surface, the atmosphere, clouds or scattered sunlight in several spectral canals from theظاهر حتى النطاق الطيفي الحراري بالأشعة تحت الحمراء[2]. يفي بمتطلبات المستخدم لقياسات المعلمات الفيزيائية في الغلاف الجوي وسطح البحر وسطح الأرض لتقييم الحالات ذات الصلة من الأرصاد الجوية. تعتمد البصريات العاكسة للتلسكوب الدوار على تلسكوب أناستيجمات ثلاثي المرايا (TMA). وهي قيد التطوير بالتعاون مع JENOPTIK (بدعم من مركز الفضاء الألماني DLR ، رقم 50 EE 0926).