世界上最大的光学镜头已交付美国能源部的SLAC国

  目前,一架直径1.57米的镜头已经到达SLAC国家加速器实验室,它被认为是有史以来制造的最大的高性能光学镜头,它最终将用于大型天气测量望远镜(LSST)使用的数码相机。

  完整的相机镜头组件,包括大型L1镜头以及直径1.2米的小型配镜镜头L2,由劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)设计,由Ball Aerospace和分包商Arizona Optical Systems建造了五年。第三个镜头L3,直径72厘米,也将在一个月内交付给SLAC。

  SLAC负责管理LSST价值1.68亿美元,3200万像素数码相机的整体设计,制造和最终组装,据说现在工作已完成90%,并将于2021年初完成全部工作。“这种独特的光学组件的成功制造证明了LLNL在大型光学领域的世界领先专业知识,且具有在世界上最大和最强大的激光系统建设的数十年经验。”Scot Olivier说道。十多年来,他参与了劳伦斯利弗莫尔的LSST项目。

  根据LSST公司的说法,LSST中的数码相机是有史以来最大的数码相机。最终结构尺寸为1.65 x 3米,重量为2,800千克。它是一种大孔径,宽视场光学成像仪,能够观察从近紫外到近红外的光。组装后,L1和L2镜头将位于相机机身前部的光学结构中; L3将形成摄像机低温恒温器的入口窗口,包含其焦平面和相关电子设备。

  CCD数码相机将记录望远镜主光学系统所看到的图像,这是一种新颖的三镜面设计,结合了8.4米初级,3.4米次级和5米三级镜。LSST的第一次亮相预计在2020年开始,全面运营将于2022年开始。

  根据项目团队的说法,他们正在设计一台能够满足LSST雄心勃勃的成像目标的数码相机,使LLNL能够应对一系列挑战。最终的探测器格式采用了镶嵌在21个“flat”上的189个16百万像素硅探测器的马赛克,以提供总共3.2千兆像素的分辨率。

  相机将每20秒钟曝光15秒,望远镜将在五秒钟内重新定位并稳定下来,因此需要极短而坚硬的结构。这反过来意味着非常小的f值,以及相机的非常精确的聚焦。

  LSST表明,15秒曝光是一种折衷方案,可以识别微弱和移动的光源。较长时间曝光会减小相机读数和望远镜重新定位的浪费,从而允许更深的成像,但快速移动和近地物体在曝光期间会发生显著移动。天空中的每个点都要连续两次15秒曝光成像,以抑制CCD上的宇宙射线干扰。

  LLNL的Justin Wolfe评论道:“无论何时进行创新性活动,都必然会遇到挑战,LSST L1镜头的生产也不例外。我们正在使用的是一块直径超过五英尺,厚度只有四英寸的玻璃。任何误操作,震动或意外都会导致镜头损坏。镜头是一种工艺,我们都为能成功加工它感到自豪。”

TAG标签: 光学厚度
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