Les optiques métalliques en aluminium 6061 ont été largement utilisées pour répondre aux besoins d’unInstrument athermique Conception. Les miroirs métalliques tournés diamantés sont des composants optiques standards dans les instruments astronomiques infrarouges moyens fonctionnant à des températures cryogéniques. Les structures et l’optique peuvent être fabriquées à partir du même matériau (aluminium) afin d’éviter les contraintes thermiques dues à différents CTE. Cependant, la rugosité de la surface,Comportement de diffusionet la précision de forme des miroirs en aluminium sont limitées en raison des propriétés cristallographiques et mécaniques du matériau substrat. Des miroirs fabriqués en verre à expansion zéro, en céramique ou en carbure de silicium (SiC) peuvent être utilisés pour des applications cryogéniques. Cependant, cela nécessite d’énormes efforts pour la fabrication et le montage. Par conséquent, le concepteur essaie d’éviter l’utilisation de verre ou de céramique dans ces conditions de travail. L’utilisation du même matériau pour l’optique et les structures, même pour des applications dans le proche infrarouge, serait un grand pas en avant.
L’utilisation de substrats en aluminium avec unCouche NiP est possible de surmonter la limitation de performance des miroirs en aluminium.
DiversTechniques de polissage peut être appliqué. Néanmoins, le décalage significatif dans le CTE doit être réduit pour le Utilisation cryogénique. En regardant leComportement de mise à l’échellede la déformation due au décalage CTE d’un simplePlaque bimétallique Les facteurs déterminants deviennent évidents :
Pour unApproche athermiqueun alliage AlSi contrôlé par expansion provenant du fournisseur AlSi,Wuxi ZKZY Technologie des Matériaux Avancés Co., Ltd est un matériau substrat prometteur. Le module de Youngs plus élevé de l’AlSi par rapport à l’aluminium standard et le faible décalage CTE entre AlSi et NiP ont un impact positif sur la réduction de la flexion bimétallique. Les couches NiP très fines, nécessaires pour l’aluminium standard, ne sont plus obligatoires.
Miroir à piston pour combineur de faisceau interférométrique
LeLa possibilité de fabriquer des structures complexes ou légères est un autre avantage de l’optique métallique. De plus, le module de Young de ce nouveau matériau miroir est 30 % supérieur à celui des alliages d’aluminium courants. La figure 1 montre une unité de miroir à piston léger fabriquée en AlSi pour leInterférométrieCombineur de faisceau LINC-NIRVANA (LN) [1] au Grand Télescope Binoculaire (LBT). La simulation de la figure 2 illustre la réduction Effet bimétallique en raison de l’utilisation d’AlSi.
Figure 1 : Miroir à piston pour combineur de faisceau interférométrique LBT (température de travail -10°C - +20°C)
Figure 2 : Miroir Al 6061 (gauche = 66 nm p-v) et AlSi (droite = 39 nm p-v) avec une couche NiP de 50 μm à T = 25 K (simulation)
Le miroir piston LN est monté sur un Piézo-actionneur électriquepour retirerPiston différentiel entre les deux bras interférométriques de l’instrument et diriger la lumière vers le cryostat combineur de faisceau. Une masse faible et une fréquence propre élevée sont requises. Il serait très difficile d’atteindre cet objectif si les optiques étaient fabriquées en verre ou en céramique. L’unité complète (sans étage piézo) ne pèse que 3,2 kg (taille mécanique de la surface du miroir : 200x 145 mm). Nous avons atteint la valeur cible de λ/10 p-v (633 nm) pour la surface optique complète.
Télescope rotatif METimage Metimage
METimage est un concept novateur de télescope pour un radiomètre multispectral avec une large largeur de bande et une distance d’échantillonnage au sol de < 1 km. Ce télescope est destiné à une application météorologique et sera utilisé dans un système satellite de succession du système polaire actuel EUMETSAT (EP). L’essence du concept METimage est un télescope rotatif novateur conçu par des scientifiques de JENOPTIK. L’instrument enregistre la lumière réfléchie par la surface de la Terre, l’atmosphère, les nuages ou la lumière solaire diffusée dans plusieurs canaux spectraux provenant de la visiblejusqu’à laPortée spectrale infrarouge thermique[2]. Il répond aux exigences des utilisateurs pour les mesures des paramètres physiques dans l’atmosphère, la surface de la mer et la surface terrestre afin d’évaluer les états météorologiquement pertinents. L’optique réfléchissante du télescope rotatif est basée sur un télescope anastigmate à trois miroirs (TMA). Il est en développement en coopération avec JENOPTIK (soutenu par le Centre aérospatial allemand DLR, n° 50 EE 0926).