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2020-12-23 09:39

阿帕奇天文臺3.5米望遠鏡系統(tǒng)的雜散光分析

文章來源：A Stray light analysis of the apache point observatory 3.5-Meter telescope system [J]. SPIE,2003, 4842:128-138.
主要內容：本文針對的是阿帕奇天文望遠鏡，利用光學工程仿真軟件FRED構建了望遠鏡模型，并重現了其真實雜散光情況，證明了我們建立模型的準確性。PST(Point Source Transmittance，點光源傳遞函數)是常常被用來評價光學系統(tǒng)的雜散光特性的一個量。在這里被用來評價系統(tǒng)在某一離軸角度下的系統(tǒng)雜散光表現，以及指導如何改動以增強系統(tǒng)的性能。
Stephen M. Pompea^a, Richard N. Pfisterer^b, and Jeffrey S. Morganc^c
a National Optical Astronomy bservatory, Tucson, Arizona1, b photon Engineering LLC, Tucson, Arizona2,c Depment of Astronomy, University of Washington, Seattle, Washington3

摘要

阿帕奇天文臺3.5米望遠鏡系統(tǒng)被做過一次雜散光分析，以理解各種不同的成像模式的性能。望遠鏡系統(tǒng)包括3.5米望遠鏡，封裝結構，附帶的成像相機。這個研究的目的是評價這個系統(tǒng)的雜散光性能，確定何處的改變能夠提高系統(tǒng)的離軸排斥特性，以及確定這些改動的有效性。建立了一個詳細的望遠鏡幾何模型，并為這個望遠鏡系統(tǒng)和封裝部件建立了散射模型。我們建立的軟件模型重現了望遠鏡的針孔雜散光圖像，由此驗證了這個模型的準確性。點光源傳遞函數(Point Source Transmittance, PST)，這個參數普遍用來評價雜散光，在這里被用來評價系統(tǒng)在某一離軸角度下的系統(tǒng)雜散光表現，以及指導如何改動以增強系統(tǒng)性能。

現有系統(tǒng)觀察面上的PST 基線幾乎沒有隨著離軸角度的下降。這是由于(1)焦面有一個大的，沒有阻擋的視野，可以看到Nasmyth 透鏡和單元，第一主鏡單元，Nasmyth 單元上的擋板(2)，望遠鏡對觀察面的大角度范圍內相對未被阻擋的照明，和(3)未完全封閉的第二及Nasmyth擋板。這些物體產生了一系列一級散射路徑，能夠直接到達焦面。我們減少雜散光的途徑是通過PST的計算來定位光線路徑。我們的計算顯示，通過對望遠鏡系統(tǒng)的簡單改動就可以得到很大的提高。

1.介紹

對于提高望遠鏡和望遠鏡系統(tǒng)的性能，雜散光分析地位和作用，已經在空間望遠鏡如SIRTF1和陸地望遠鏡如斯隆數字巡天望遠鏡2(Sloan Digital Sky Survey Telescope)中得到很好的驗證。之前已經對空間系統(tǒng)3和陸地自適應光學系統(tǒng)⁴總結出了一般的方法。最近雜散光分析的進步使得這種方法對于望遠鏡/設備的分析變得更有效率。⁵當前的電腦分析程序，比如FRED，能夠以前所未有的更復雜和詳細的程度來分析整個系統(tǒng)。這些進步允許直接比較詳細構造的電腦模型產生的焦平面雜散光分析圖像，和實際點光源產生的圖像數據來做比較。這種比較也可以用來驗證復雜的雜散光模型，例如這篇論文中的案例。當前的研究強調高效生成準確的雜散光級別的值，以及描述雜散光在焦面上的空間分別變化。