Главная arrow Поиск
Select language:
 ENG
 RUS
Крупнейший производитель оптического стекла на территории РФ
Качество прежде всего !
Изготовление крупногабаритной оптики наземного и космического базирования Печать E-mail

Магомед А. Абдулкадыров, Сергей П. Белоусов, Александр Н. Игнатов, Владимир Е. Патрикеев, Виталий В. Придня, Андрей В. Полянщиков, Виктор В. Румянцев, Анатолий В. Самуйлов, Александр П. Семенов, Юрий А. Шаров

1. ВВЕДЕНИЕ

Крупные научно-технические достижения последнего времени в области астрономии, космической и лазерной технологии в значительной мере стали возможными благодаря появлению новых высококлассных оптических наземных и космических систем. В связи с этим возросли требования к качеству поверхностей оптических деталей, увеличился диапазон их габаритов. В настоящее время в ряде стран уже ведутся работы по созданию 8-метровых астрономических зеркал. Усложняется конструкция оптических деталей, появились облегченные зеркала, которые в то же время должны обеспечивать допустимые деформации рабочей поверхности в составе изделия. Ведутся работы по созданию тонких адаптивных зеркал [1]. Кроме того, в последнее время часто используются детали с внеосевыми асферическими поверхностями, с произвольной конфигурацией внешнего периметра детали и отверстий. Наряду с традиционными материалами, используемыми в оптическом производстве (оптические стекла, ситалл, сервит, церодур, кварц и др.), все более широкое применение находят нетрадиционные материалы: кремний, карбид кремния, бериллий и др.[2]. Классические методы формообразования уже не могут в полной мере обеспечить обработку таких сложных оптических поверхностей с высокой точностью.

Для успешного решения задачи изготовления сложных оптических систем требуется создать конструкцию облегченных оптических деталей, с максимальной возможностью уменьшая деформации зеркал и сохраняя высокоразрешающие оптические свойства исполнительных элементов, а также усовершенствовать технологию формообразования, развивая автоматизированные способы доводки поверхностей, которые позволяют уйти от интуиции оптика-профессионала и вести целенаправленный управляемый процесс доводки поверхности до высокого качества.

2. ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗЕРКАЛ

К материалам для крупногабаритных зеркал предъявляются следующие требования, обусловленные жесткими допусками (порядка 0.01, =632.8нм) на соответствие поверхности зеркала расчетной форме и сохранения этой формы во времени:

  • высокая сопротивляемость внешним воздействиям (комбинация физических свойств, обеспечивающая малые механические и температурные деформации);
  • стабильность свойств и размеров во времени;
  • высокий класс шероховатости полированной поверхности, обеспечивающий среднеквадратичную (rms) микрошероховатость менее 2нм;
  • малая плотность.

Идеального материала для астрономических зеркал, полностью отвечающих всем перечисленным требованиям, нет. Однако, вследствие таких свойств как высокая изотропность, стабильность, полируемость, наиболее доступная цена и самое главное коэффициент термического расширения близкий к нулю стеклокерамика является наилучшим материалом для изготовления заготовок для крупногабаритных зеркал. Недостатками этих материалов является низкая теплопроводность, малая механическая прочность и сравнительно высокая плотность. Прежде чем перейти к анализу путей снижения влияния вышеуказанных недостатков на эксплуатационные параметры зеркал, целесообразно привести некоторые характеристики стеклокерамики. Наиболее популярной стеклокерамикой до 1996 года был "Церодур", производимый фирмой "Шотт" (Германия). Однако, с выходом России на мировой рынок в 90-х годах с ситаллом СО-115М, и с учетом значительно меньшей стоимости, он становится все более популярным для изготовления крупногабаритной оптики.

Таблица 1. Свойства ситалла СО-115М и Церодура

материалСиталл СО-115МЦеродур
Средний коэффициент линейногo расширения в диапазоне температур от -60oС до +60o, (К-1)±1.5 x 10-7±1.0 x 10-7 температура от 0oС до +50oС
Показатель преломления (ND)1.5361.542
Плотность (г/см3)2.462.35
Модуль Юнга (МПа)9.2x1049.3x104
Коэффициент Пуассона0.280.24
Удельная теплоемкость (Дж/г x К)0.920.80
Теплопроводность (Вт/м x К)1.181.46
Температуропроводность (м2/с)0.52 x 10-60.72 x 10-6

3. ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИЙ ОБЛЕГЧЕННЫХ ЗЕРКАЛ

Как уже упоминалось выше, недостатками стеклокерамики является сравнительно высокая плотность. Наиболее эффективным способом устранения данного недостатка является изготовление зеркал облегченной конструкции.

На рисунках 1, 2, 3 приведены различные варианты конструкций облегченных зеркал изготавливаемых на фирме ОАО "ЛЗОС".

 


рис.1 Конструкция облегченного зеркала с перфорированной тыльной стороной.

На рис.1 показана конструкция монолитного зеркала, в которой для облегчения конструкции выполнены облегчающие полости с тыльной стороны зеркала. Недостатком данной конструкции является длительный цикл изготовления несимметричность конструкции, что уменьшает жесткость и стабильность формы зеркала.

 


рис.2 Конструкция облегченного зеркала типа "сандвич".

На рис. 2 приведена конструкция зеркала согласно которой части слоистого зеркала из оптического ситалла соединяют между собой электроадгезионным способом. Недостатком этой конструкции является длительный цикл изготовления шестигранных ячеек облегчения, а также то, что отсутствие принципов и критериев подбора соединяемых частей не обеспечивает стабильности оптической поверхности зеркала.

 


рис.3 Конструкция облегченного зеркала типа "сандвич" с оптимальной структурой облегчения.

Наиболее перспективной с точки зрения технологичности изготовления, минимизации деформации и достижения степени облегчения представляется конструкция изображенная на рис. 3.

Облегченное зеркало состоит из трех пластин 1, 2, 3. В средней пластине 2 для облегчения выполнены цилиндрические отверстия 4 радиусом r и 5 радиусом r0 и перемычки 6 толщиной b. С целью увеличения степени облегчения, центры отверстии большего диаметра расположены в вершинах равносторонних треугольников, а отверстия меньшего диаметра в центре этих треугольников, при этом радиусы отверстий большего и меньшего диаметров r и r0 соответственно связаны соотношением:

где b - толщина перемычки между отверстиями.

Результаты оценки степени облегчения конструкции и трудоемкости изготовления зеркал приведенных на рис.2 и 3 при равенстве их жесткостных характеристик сведены в таблицу 2.

Таблица 2.

Подложка зеркалаСтепень облегченияТрудоемкость изготовления
Вариант 2 (Рис. 2)65 %A
Вариант 3 (Рис. 3)83 %0.7 A


рис.4 Схема перемещения пластин в процессе сборки зеркала.
 

С целью повышения стабильности оптической поверхности зеркала, составляющие пластины вырезают из монолитной заготовки и собирают, смещая слои относительно их положения в исходной заготовке как по вертикальной оси, так и по угловому расположению, что поясняется рис. 4.

Соединение в единую конструкцию трех пластин осуществляется электроадгезионным способом, основанном на адгезии материалов. Данные технологические решения используются для соединения подложек астрозеркала, состоящего из несущего облегченного каркаса, с нанесенным слоем металла по плоскостям соединения, и двумя покровными пластинами.

Процесс сборки зеркала показан на рисунке 5а, 5б, 5в.

 


рис.5а Манипуляция каркаса.
 
рис.5б Установка каркаса на пластину.
 
рис.5в "Сандвич" подготовленный к соединению.


рис.6 Облегченное зеркало 1500 мм.
 

Смещением слоев относительно их исходного положения достигается усреднение физико-механических свойств подложки зеркала, что существенно повышает изотропность ситалла, а создание замкнутой конструкции зеркала позволяет значительно повысить жесткость конструкции заготовки при значительном снижении характеристик.

Таким образом можно сделать вывод, что изготовление зеркал по конструкции приведенной на рис.3 позволяет практически полностью устранить недостатки стеклокерамики.

На рис.6 приведен вид облегченного зеркала 1500мм типа "Сандвич" изготовленного из стеклокерамики ситалл СО-115М в ОАО "ЛЗОС".

4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЗЕРКАЛ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОАДГЕЗИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ

Для снижения весовых характеристик системы используются различные варианты облегчения зеркал. Однако жесткость и, следовательно, способность сохранять достигнутое качество поверхности у облегченных зеркал с перфорированной тыльной поверхностью ниже, чем у монолитных. В ОАО "ЛЗОС" ведутся работы по созданию многослойных зеркал на основе технологии электроадгезионного соединения (ЭАС), а также с использованием нетрадиционных материалов, таких как самосвязанный карбид кремния. Использование данных технологий и материалов позволило значительно повысить жесткость зеркал с одновременным уменьшением их веса.


рис.7 Деталь диаметром 1460мм,
полученная способом электроадгезионного соединения.

Сущность ЭАС деталей из оптического ситалла СО-115М состоит в том, что при нагреве до высокой температуры в ситалле возникает электропроводность, что позволяет использовать электрическое поле для активизации процесса диффузии между контактирующими полированными поверхностями пластин [3]. Данное свойство ситалла позволяет изготавливать облегченные многослойные зеркала, состоящие из перфорированного несущего каркаса и одной или двух покровных пластин. Такая замкнутая конструкция, имеющая вид сэндвича, обеспечивает более высокие жесткостные характеристики по сравнению с зеркалами с традиционным облегчением.

Опыт работы в данном направлении показал, что ЭАС устойчивы к высокотемпературным воздействиям от 200oС до 500oС, к низкотемпературным воздействиям от 0oС до -190oС, к механическим воздействиям: вибрации, удару, ускорению (в пределах требований, предъявляемых к специзделиям). Были проведены исследования по определению влияния состава и толщин соединительного слоя на прочность ЭАС деталей из ситалла СО-115М. После проведения ЭАС образцы, подвергали термообработке в среде жидкого азота в течение 10мин. Прочность соединения проверяли испытанием на разрыв на установке АЛА-ТОО.

Для обработки и оптимизации технологии ЭАС были запущены в производство и изготовлены следующие технологические образцы многослойных зеркал: 1Т - двухслойный диаметром 480мм, 2Т - трехслойный диаметром 540мм, 3Т - трехслойный диаметром 560мм. Все они показали устойчивость к деформационным воздействиям на них. Разработанные и изготовленные в ОАО "ЛЗОС" приспособления позволяют производить АЭС деталей диаметром до 1600мм.

Таким образом, при отработке технологии ЭАС были решены следующие задачи:

  1. Подобраны оптимальные режимы соединения для различных вариантов конструкций многослойных зеркал.
  2. Оптимизирована конструкция контактов для подвода высокого напряжения к элементам составного зеркала.
  3. Определены технические требования к качеству поверхностей оптических деталей, подлежащих ЭАС.
  4. Разработан технологический процесс подготовки поверхностей к ЭАС.
  5. Разработан технологический процесс сборки крупногабаритных оптических элементов в единую конструкцию для их последующих ЭАС.
  6. Проведена проверка работоспособности изготовленных в ходе подготовки производства оснастки, приспособлений, источника питания и т.д.

На заключительной стадии внедрения технологии ЭАС было успешно проведено соединение образца трехслойного облегченного зеркала диаметром 1460мм (рис.7). В настоящее время производится изготовление плоского двухслойного облегченного зеркала из ситалла. Зеркало представляет собой многогранную пластину габаритами 586x440x80мм. Масса зеркала не более 15кг. Коэффициент облегчения около 65%. Требования к рабочей поверхности - среднеквадратичное отклонение (СКО) волнового фронта /30 ( = 0,6328мкм). При этом на имеющемся оборудовании достигается высокая точность проведения фрезерных работ по изготовлению облегченных структур основного каркаса облегченного зеркала.

5. ОБРАБОТКА ОПТИЧЕСКИХ ЗЕРКАЛ ИЗ НЕТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Другим перспективным направлением является использование в качестве подложек высокоточных зеркал нетрадиционных материалов. Одним из таких материалов является самосвязанный карбид кремния. По комплексу физических и химических свойств карбид кремния занимает особое место: высокая химическая устойчивость, высокая теплопроводность, стойкость к окислению до 1600oС, отсутствие следов пластической деформации до 1000oС, высокий модуль упругости и прочность. Карбид кремния не плавится, а сублимирует при температуре около 2500oС. Большим преимуществом является также то, что изделия из карбида кремния получают в основном, методом порошковой металлургии и, следовательно, можно получать оптические детали сложной формы, например сотовой конструкции, без механической обработки.

В процессе отработки технологии формообразования было изготовлено несколько макетных образцов зеркал на основе карбида кремния. Ввиду того что карбид кремния является очень твердым материалом (твердость по Моосу 9,4), обработка зеркал производилась алмазным инструментом: шлифовка - связанным алмазным порошком, полировка - свободным алмазным порошком.

На этапе отработки технологии были определены оптимальная связка для закрепления зерен алмазного порошка в алмазном слое, оптимальные технологические переходы на шлифовании и технологические коэффициенты для автоматизированной обработки деталей из карбида кремния на доводочных станках серии АД.

После предварительной обработки поверхность обрабатывалась полноразмерным смоляным инструментом. В результате была получена поверхность с СКО волнового фронта от плоского, равным 0,324 ( = 0,6328мкм). Данная поверхность использовалась для автоматизированной доводки на станке АД-1000 [4]. Контроль формы поверхности осуществлялся при помощи интерферометра ПК-452. Сеансы обработки поверхности рассчитывались с учетом экспериментально определенных технологических коэффициентов. Продолжительность первых сеансов обработки составляла около 4ч. По мере улучшения поверхности длительность сеансов сокращалась и в конце доводки составляла менее 1ч. Было проведено 16 сеансов доводки поверхности. В результате была получена поверхность, имеющая СКО, равное 0,025.

6. ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫБОРА БАЗОВЫХ СФЕР ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СОСТАВНЫХ ЗЕРКАЛ

Существенного снижения стоимости изготовления асферических поверхностей может быть достигнуто путем оптимального распределения припуска на обработку при их асферизации.

 


рис.8 Схема составного зеркала.
 
рис.9 Усеченный элемент.

В качестве примера рассмотрим процесс изготовления составного асферического зеркала состоящего из 36 гексогональных элементов эскиз которого приведен на рис.8. Зеркало состоит из 6 типов элементов. Возможен целый ряд вариантов асферизации и окончательной обработки данного зеркала.


рис.10 Точки стыковки элементов.

Но на наш взгляд наиболее эффективным является следующий:

  • Изготавливается центральный вспомогательный элемент главного зеркала, который необходим для контроля внеосевых элементов первого типа (заштрихованные на рис.8).
  • Изготавливаются сферические заготовки для элементов первого типа. Радиус кривизны на сферических заготовках равен внешнему радиусу кривизны на осевом элементе в области стыковки осевого и внеосевого элементов.
  • Производится асферизация поверхности заготовки первого типа, с постепенным распространением снимаемого материала к области стыковки элементов первого и второго типов. Причем надо отметить, что на данном этапе все элементы первого типа имеют внешний контур изображенный на рис.9. После асферизации заготовке придается гексагональная форма и производится окончательная доводка поверхности.
  • Сегменты следующего типа предварительно изготавливаются сферическими, с радиусами кривизны равными внешнему радиусу кривизны асферического сегмента предыдущего типа (рис.10). Для типа 1 с радиусом, равным радиусу асферической поверхности в точке А, для второго типа в B, для третьего типа в точке C, для четвертого типа в точке D, для пятого типа в точке E и для шестого типа в точке F.
  • Окончательная аттестация элементов проводится на стенде вертикального контроля в соответствии со схемой расположения элементов согласно рис.11.

Данное распределение припусков на обработку позволит:

  • Изготовить все элементы составного зеркала с разнорадиусностью равной 0.
  • Исключить необходимость создания дорогостоящего оборудования для контроля радиусов кривизны.
  • Производить обработку и контроль каждого элемента составного зеркала без использования штатной оправы.
 
рис.11 Схема контроля.

7. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

В настоящее время для доводки поверхностей оптических деталей из различных марок стекла и других нетрадиционных материалов эффективной является автоматизированная система с программным обеспечением, которая позволяет решать следующие задачи:

  • оперативно обрабатывать изображение интерферограммы и строить подробную топографию поверхности, что осуществимо при наличии надежных и достоверных средств контроля и разгрузки оптической детали;
  • производить расчет сеанса автоматизированной доводки оптической поверхности и передавать данные о траектории движения и скоростях перемещения инструмента в управляющий комплекс автоматизированной системы;
  • обеспечивать стабильную сходимость технологического процесса доводки оптической поверхности;
  • получать высококачественную оптическую асферическую поверхность крупногабаритной детали с произвольной конфигурацией внешнего периметра и отверстий, с СКО формы поверхности от требуемой в пределах 0,01 - 0,03 ( = 0,6328мкм);
  • производить обработку поверхностей тонких и облегченных оптических деталей с высоким качеством.

В ОАО "ЛЗОС" совместно с ГНПО "Оптика" создан современный технологический комплекс для формообразования и точной доводки поверхностей крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом (рис.12), который позволяет уверенно прогнозировать форму поверхности и время изготовления оптической детали.


рис.12 Общий вид автоматизированной системы для доводки
крупногабаритной оптики. Слева - зеркало диаметром 1460,
соединенное электроадгезионным способом.

В основу разработанной технологии положено программное управление автоматизированным комплексом по формообразованию поверхностей оптических деталей с обработкой информации о форме поверхности, расчетом, уточнением и прогнозированием технологических режимов, управлением движением малого инструмента.

В состав автоматизированного комплекса входят:

  • автоматизированные станки серии АД, управляемые от компьютера, для формообразования оптических деталей размером 100-400мм с использованием малого осциллирующего инструмента;
  • комплект интерферометров для контроля формы поверхности на всех технологических стадиях, включающий автоматизированную фотоэлектрическую систему регистрации и обработки интерферограмм поверхности;
  • комплекс виброизолированных стендов и разгрузочно-базировочных технологических оправ мембранно-пневматического типа для разгрузки и стабилизации форм поверхностей оптических элементов на стадии их обработки и контроля, в том числе с автоматическим поддержанием параметров настройки при изменении внешних воздействий (атмосферное давление, температура);
  • комплекс технологических программ КСРМ, AD2, применяемых для обработки интерферограммы волнового фронта контролируемой детали в реальном масштабе времени, расчета технологических параметров автоматизированного формообразования, автоматической коррекции технологического процесса по результатам сеанса автоматизированной обработки, прогнозирования получаемой формы поверхности.

Цикл автоматизированного формообразования начинается с контроля формы рабочей поверхности. Деталь располагается в специально разработанной штатно-технологической оправе или технологической разгрузочной ленте, которые обеспечивают ее стабильное состояние в процессе контроля, для обеспечения успешного сеанса автоматизированного формообразования. Для устранения воздушных потоков контроль детали производится в вакууме в специальном испытательном комплексе УВК-6/70 (рис.13).


рис.13 Испытательный вакуумный комплекс.

Для контроля формы поверхности в реальном масштабе времени используется комплекс по автоматизированной обработке интерферограмм, представляющий собой телевизионную систему обработки сигнала изображения интерферограммы. Он включает блок фотоэлектрической регистрации, выполненный на матричном фотоэлектрическом преобразователе на ПЗС размером 256x256 элементов с временем накопления 3мс, либо на ПЗС-матрице размером 1024x1024 элемента с временем накопления 0,4мс. Малое время накопления и возможность усреднения значительного количества топографий поверхности детали позволяет получать достоверные результаты о форме поверхности в цеховых условиях, что выгодно отличает данную систему от интерферометра "Zygo".

При использовании данного комплекса время обработки интерферограмм контролируемой поверхности сократилось в 20-100 раз по сравнению с ранее проводимой ручной обработкой на координатно-измерительном микроскопе, в то же время значительно увеличилось количество обрабатываемых точек на интерферограмме для построения более подробной топографии поверхности (до 3000-7000).

В основу технологии формообразования был положен метод управления малым инструментом, который перемещается в соответствии с заданной траекторией по поверхности детали в трехмерной декартовой системе координат [4-6]. При этом минимизируется влияние ряда факторов, оказывающих действие на процесс полировки при воздействии инструмента на деталь. Скорость обработки остается неизменной за счет осцилляций малого инструмента с фиксированным эксцентриситетом. Усилие на инструмент постоянное. Управляющим фактором является время пребывания полировальника в пределах элементарной площадки, которое реализуется медленным перемещением центра вращения инструмента в пределах данной площадки.

Как показал опыт обработки уникальных оптических деталей, достигнутая точность доводки поверхностей (СКО = 0,01 - 0,02) на порядок величины выше той, что достигалась при классической технологии, а для ряда оптических деталей с произвольной конфигурацией внешней формы разработанная технология является единственно возможной для получения требуемой точности.

К настоящему времени с использованием автоматизированной технологии обработаны плоские, сферические и асферические поверхности диаметром 100-3200мм. Достигнутое СКО формы поверхности от требуемой равно 0,01, размах отклонений меньше 0,1.

Из практических результатов формообразования оптических поверхностей можно заключить, что решена задача высокоточной доводки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей диаметром до 4м с достижением СКО поверхности 0,01. Получено экспериментальное подтверждение основных теоретических положений.

Разработанное программно-математическое обеспечение автоматизированного комплекса позволяет исследовать особенности поведения материала заготовок деталей, деформационно-тепловые эффекты, возникающие в процессе обработки и в процессе операций транспортировки и установки детали в контрольную схему.

На основании полученного экспериментального материала по обработке поверхностей крупногабаритных оптических деталей определены общие принципы базирования оптических деталей в технологическом процессе и обоснованы этапы технологического процесса, обеспечивающие успешную доводку поверхностей оптических деталей.

Автоматизированный комплекс с успехом использовался при изготовлении крупногабаритной оптики наземного и космического базирования на беспилотных объектах. Особо следует выделить формообразование гиперболических поверхностей облегченных оптических деталей диаметром 1540мм из ситалла СО-115М. Масса после облегчения 377кг. Коэффициент облегчения 1,8. Максимальное отклонение от ближайшей сферы 8,3мкм. Обработанные поверхности имеют СКО около 0,015.

С такой же точностью изготовлены отдельные оптические детали и детали комплектов телескопов для фирм США, Германии, Китая, Италии диаметром до 1,5м. Плодотворное сотрудничество с зарубежными фирмами в настоящее время продолжается и успешно развивается.

8. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ ЗЕРКАЛ ИЗ СИТАЛЛА СО-115М ДЛЯ ЕВРОПЕЙСКИХ ПРОЕКТОВ TTL, NOA И VST

В настоящее время ведутся разработки серии оптических инструментов 2-х, 3-х, 4-х метрового класса с повышенными требованиями к качеству изображения и исполнительному оборудованию, значительному увеличению поля зрения при существенном сокращении габаритных размеров за счет увеличения апертуры главного и вторичного зеркал до 1:3. ОАО "ЛЗОС" совместно с фирмой Карл-Цейсс (Йена) выполнил ряд заказов по производству оптики для телескопов 2-3 метрового класса с современными требованиями к качеству поверхности и сложности оптических компонентов.

Для создания телескопических зеркальных систем наземного и космического базирования в ОАО "ЛЗОС" широко используется производство зеркал из стеклокерамики ситалл СО-115М, который по своим оптическим и физико-механическим свойствам является аналогом церодура фирмы Шотт (Германия). Многолетний опыт формообразования оптических компонентов показал его надежность и эффективность при создании астрономических и космических приборов и инструментов с монолитными, облегченными и тонкими крупногабаритными оптическими элементами.

В течение 1997-2000 г. OAO "ЛЗОС" по контракту с Карл-Цейсс (Германия) изготовил три главных зеркала с гиперболической поверхностью диаметром 2050 мм и вторичное зеркало диаметром 645 мм из ситалла СО-115М для проекта TTL (Telescope Technologies Limited, Great Britain). Главные зеркала имеют относительное отверстие D/f = 1:2.9, характерное для современных телескопов. Вторичное зеркало имеет D/f = 1:2.5.

Параллельно изготовлен комплект оптики телескопа NOA (Astronomical Institute - National Observatory of Athens, Greece) с главным зеркалом диаметром 2280 мм, D/f = 1:2.3, вторичным зеркалом диаметром 753 мм и трехлинзовым корректором поля. Поле зрения телескопа около 1.04o. Телескоп будет установлен на Балканах. Главное зеркало является классическим с толщиной 300 мм и отношением толщины зеркала к диаметру 1:7.6.

В 1999-2001 г. изготовлен комплект оптики для обзорного телескопа VST (VLT Survey Telescope, Osservatorio Astronomico di Capodimonte Napoli1) с главным зеркалом диаметром 2650 мм, D/f = 1:1.8, и вторичным зеркалом диаметром 938 мм. С корректором поля телескоп будет иметь поле зрения 1.5o. Зеркало телескопа VST является адаптивным и выполнено в виде мениска толщиной 140 мм. Таким образом, отношение толщины зеркала к его диаметру составляет 1:19. Место установки телескопа - обсерватория Паранал в Чили, рядом с комплексом 4-х 8-метровых телескопов VLT.

8.1. СПЕЦИФИКАЦИЯ ЗЕРКАЛ

Три изготовленных главных зеркал проекта TTL , зеркало NOA и главное зеркало VST имеют следующие параметры:

характеристикапроект
TTLNOAVST
материалСиталл CO-115M
формавогнутый гиперболоид
внешний диаметр2050 мм2280 мм2650 мм
диаметр отверстия450 мм460 мм600 мм
толщина200 мм300 мм140 мм (мениск)
световая апертура2000 мм2200 мм2600 мм
радиус кривизны12000 ± 50 мм10560 + 50 мм9509 ± 10 мм
коническая константа-1.0703-1.07943-1.139899
макс. асферичность19 мкм40 мкм100 мкм

В соответствии со спецификацией требуются следующие выходные параметры оптики телескопов.

TTL проект:
концентрация света (80%) в кружке диаметром 0.2".
NOA проект:
качество изображения (80% энергии в кружке диаметром)
на оси без коррекции: 0.35"
на оси с коррекцией: 0.35"
вне оси на расстоянии 5 угл. мин. без коррекции: 0.5"
вне оси на расстоянии 20 угл. мин. с коррекцией: 0.5"
VST проект:
Геометрическая концентрация энергии (80%) на оси, системы двух зеркал, в кружке диаметром 0.30", после удаления коэффициентов константы, наклона расфокусировки и децентрировочной комы
Геометрическая концентрация энергии (80%) на оси, системы двух зеркал, в кружке диаметром 0.15", после дополнительного удаления коэффициентов сферической аберрации, астигматизма, триангулярной комы и квадратичного астигматизма

8.2. БАЗИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ГЛАВНЫХ ЗЕРКАЛ


рис.15 Грузозахватное устройство для
транспортировки детали диаметром 2650 мм.

Производственно-технический комплекс ОАО "ЛЗОС" включает термостатированные оптические залы, вакуумные стенды контроля, контрольно-измерительное оборудование, оборудование для формообразования и автоматизированные станки с программным управлением для финишной доводки. В ОАО "ЛЗОС" накоплен большой опыт по созданию новых конструкций облегченных зеркал и автоматизированному формообразованию оптических асферических поверхностей облегченных и тонких деталей с произвольной конфигурацией внешнего периметра и отверстий. Созданная технология существенным образом ускоряет процесс получения высокоточной оптики и позволяет уверенно прогнозировать форму поверхности и время изготовления оптической детали.


рис.14 Кантователь для деталей
диаметром до 4м.

Для изготовления главных зеркал использовалось технологическое оборудование ОАО "ЛЗОС" и заготовки из ситалла СО-115М производства ОАО "ЛЗОС" [8]. Производственный потенциал ОАО "ЛЗОС" позволил выполнить работы по изготовлению оптических деталей от стадии отлива и отжига заготовок из ситалла до окончательного формообразования.

Для манипуляций с заготовками для зеркал изготовлен кантователь (рис.14) оптических деталей диаметром до 4м. Для зеркала VST разработано и изготовлено грузозахватное устройство (рис.15), которое использовалось для транспортировки зеркала в процессе предварительной обработки и контроля, и в дальнейшем будет использовано для транспортировки зеркала в процессе установки в рабочую оправу телескопа. Для доставки зеркала на алюминирование и перевозку в обсерваторию разработан и изготовлен специальный транспортный контейнер (рис.17).

Для системы адаптивного управления зеркалом изготовлены специальные площадки для 84 опор на тыльной выпуклой стороне зеркала. К данным площадкам и к образующей зеркала специалистами фирмы Карл-Цейсс приклеены элементы системы адаптивного зеркала. На рис.16 показан вид зеркала c приклеенными элементами системы адаптивной разгрузки.

На стадии асферизации главных зеркал профиль поверхности измерялся комплектом сферометров по специально разработанной методике и математическому алгоритму. Данная методика позволяет успешно выполнить асферизацию поверхности с отклонением от заданного профиля до 1-2мкм.

 


рис.16 Зеркало VST с приклееными элементами.
 
рис.17 Транспортный контейнер.

После предварительной обработки поверхности деталь устанавливается на мембранно-пневматическую технологическую оправу на автоматизированном станке, входящем в состав вертикального стенда контроля. Стенд вертикального контроля оптических деталей (рис.19) имеет контрольную площадку, которая устанавливается на различной высоте, в зависимости от радиуса контролируемой детали. Стенд позволяет выполнять контроль деталей с радиусом кривизны до 12м. Для защиты от воздушных потоков и более точного определения формы поверхности контролируемой детали в стенде смонтирован потокозащитный чехол (рис.18). Для каждой детали рассчитывалось оптимальное расположение опор мембранно-пневматической разгрузки.


рис.18 Потокозащитный
чехол.

Оправа мембранно-пневматического типа обеспечивает стабильное состояние оптической детали в процессе контроля, для обеспечения успешного сеанса автоматизированного формообразования. Разгрузочная оправа снабжена системой автоматической стабилизации положения зеркала на оправе при изменении внешних условий (атмосферного давления, влажности) во время контроля формы поверхности, что обеспечивает неизменное состояние формы поверхности с необходимой точностью. В результате более стабильного положения зеркала в процессе контроля удалось получить высокое качество обрабатываемых оптических поверхностей.

В процессе выполнения асферизации поверхности на главном зеркале VST использовался контроль формы поверхности с помощью ИК-интерферометра с СО2-лазером и зеркальным корректом волнового фронта. Зеркальный корректор волнового фронта преобразует сферический волновой фронт в асферический, соответствующий форме поверхности главного зеркала VST. Контроль на стадии финишной доводки производился в вертикальной схеме. Для контроля формы поверхности использовался интерферометр с корректором волнового фронта и автоматической обработкой интерферограмм волнового фронта с помощью камеры с ПЗС-приемником. Двухлинзовый корректор волнового фронта имеет входную апертуру около 60мм и преобразует плоский волновой фронт в асферический. Расчет и изготовление корректоров волнового фронта выполняется на нашем предприятии (рис.21).


рис.19 Стенд
вертикального контроля.

Формообразование оптических деталей включает стадию предварительного формообразования и автоматизированную доводку поверхностей. Процесс предварительного формообразования главных зеркал проекта TTL, NOA и VST выполнялся по классической технологии. Вначале изготавливалась ближайшая сфера, а затем производилась асферизация поверхности методом шлифования и последующего полирования (рис.22).

В процессе выполнения асферизации поверхности на главном зеркале VST использовалось автоматизированное формообразование шлифованием. После предварительного изготовления асферической поверхности на зеркале методом шлифования, на нем была определена форма поверхности с помощью ИК-интерферометра с СО2-лазером и зеркального корректора волнового фронта (рис.20). По построенной топографии поверхности детали были рассчитаны сеансы обработки на автоматизированном станке. После устранения локальных ошибок и астигматизма на поверхности детали автоматизированным методом была продолжена асферизация поверхности по классической технологии. При этом, деталь располагалась на технологической оправе мембранно-пневматического типа в вертикальном стенде контроля, как в процессе обработки, так и на стадии контроля формы поверхности.

 

рис.20 Контроль формы поверхности VST c ИК-интерферометром.

 
рис.21 Корректор волнового фронта для контроля главного зеркала NOA.


рис.22 Зеркало VST в процессе
предварительного формообразования.

Для доводки поверхностей зеркал использовался автоматизированный комплекс по обработке результатов контроля и формообразованию оптических поверхностей деталей диаметром до 4м. В основу разработанной технологии положено программное управление автоматизированным комплексом с автоматизированной обработкой информации о форме поверхности, расчетом, уточнением и прогнозированием технологических режимов, управлением движением малого осциллирующего инструмента. Комплекс технологических программ применяется для обработки интерферограммы волнового фронта контролируемой детали в реальном масштабе времени, расчета технологических параметров автоматизированного формообразования, автоматической коррекции технологического процесса по результатам сеанса автоматизированной обработки, прогнозирования получаемой формы поверхности [9].


рис.23 Доводка поверхности
оптической детали.

Перед автоматизированной доводкой оптических деталей форма поверхностей имела размах ошибки, как правило, около 10. Исходная поверхность зеркала VST имела отклонения после предварительной обработки около 25. Для окончательной доводки детали использовался автоматизированный комплекс с программным управлением. Автоматизированная доводка (рис.23) занимала в среднем около 1.5-2 месяцев для зеркал TTL и NOA и около 3 месяцев для зеркала VST, поскольку данное зеркало имело большую исходную ошибку и обладает наибольшей асферичностью.

В результате на оптических поверхностях была получена ошибка волнового фронта:
TTL 1,2,3: 17-21 нм (RMS волнового фронта)
NOA: 19 нм (RMS)
VST: < 20 нм (RMS)
На рис.24 приведены конечные интерферограммы трех зеркал проекта TTL. На всех главных зеркалах была получена концентрация 80% энергии в кружке рассеяния диаметром менее 0.2".
На рис.25 приведены исходная и конечная итерферограммы главного зеркала NOA. На главном зеркале была получена концентрация 80% энергии в кружке рассеяния диаметром менее 0.18".
На рис.26 приведены исходная и конечная итерферограммы главного зеркала VST. На главном зеркале была получена концентрация 80% энергии в кружке рассеяния диаметром менее 0.15".

 


wavefront error 17nm (RMS) 80% energy concentration in a diameter 0.16 arcsec

wavefront error 21nm (RMS) 80% energy concentration in a diameter 0.20 arcsec

wavefront error 19nm (RMS) 80% energy concentration in a diameter 0.19 arcsec

рис.24 Интерферограммы 3-х зеркал проекта TTL.

Следует отметить, что в процессе изготовления зеркал проекта TTL использовалось два корректора волнового фронта с различной входной апертурой. Это позволило получить более надежные данные о форме волнового фронта главных зеркал и параметрах зеркала, вершинного радиуса и эксцентриситета поверхности. Для зеркала VST второй компенсатор был изготовлен с учетом предварительно измеренного фактического радиуса кривизны, чтобы получить более точные значения вершинного радиуса и эксцентриситета поверхности, соответствующего спецификации.

 


wavefront error 7.5 (P-V), 1.5 (RMS)
 
wavefront error 19nm (RMS) 80% energy concentration in a diameter 0.18 arcsec

рис.25 Исходная и конечная интерферограммы зеркала NOA
диаметром 2280мм на стадии автоматизированной доводки.

 


wavefront error 20.5 (P-V), 2.5 (RMS)
 
80% energy concentration in a diameter 0.12 arcsec after removal of the coefficients 3rd order spherical aberration, 3rd order astigmatism, triangular coma, quadratic astigmatism

рис.26 Исходная и конечная интерферограммы зеркала VST
диаметром 2650мм на стадии автоматизированной доводки.

9. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЗЕРКАЛ ИЗ СИТАЛЛА СО-115М ДЛЯ ЕВРОПЕЙСКИХ ПРОЕКТОВ TTL, NOA И VST

В течение 1999-2000г., как описано в предыдущей статье, OAO "ЛЗОС" по контракту с Карл-Цейсс (Германия) изготовил вторичное зеркало диаметром 645мм из ситалла СО-115М для проекта TTL (Telescope Technologies Limited, Great Britain). Вторичное зеркало имеет D/f = 1:2.5. Поле зрения телескопа около 40'. В 2000г. закончено изготовление комплекта оптики телескопа NOA (Astronomical Institute - National Observatory of Athens, Greece) со вторичным зеркалом диаметром 753мм. Поле зрения всего телескопа около 1.04o. Телескоп будет установлен на Балканах. В 1999-2001г. изготовлен комплект оптики для обзорного телескопа VST (VLT Survey Telescope, Osservatorio Astronomico di Capodimonte Napoli) [7] со вторичным зеркалом диаметром 938мм. С корректором поля телескоп будет иметь поле зрения 1.5o. Место установки телескопа - обсерватория Паранал в Чили.

9.1. СПЕЦИФИКАЦИЯ ЗЕРКАЛ

Изготовленные вторичные зеркала проектов TTL, NOA и VST имеют следующие параметры:

характеристикапроект
TTLNOAVST
материалСиталл CO-115M
формавыпуклый гиперболоид
внешний диаметр645мм753мм938мм
центр. экранирование59мм139мм176мм
толщина110мм115мм130мм
световая апертура617мм740мм900мм
радиус кривизны4813.19 ± 10мм4602.2 - 2мм4374.46 ± 2мм
коническая константа-4.179-4.2087-5.421864
макс. асферичность12мкм24мкм98мкм

В соответствии со спецификацией требуются следующие выходные параметры оптики телескопов.

TTL проект:
концентрация света (80%) в кружке диаметром 0.2".
NOA проект:
качество изображения (80% энергии в кружке диаметром)
на оси без коррекции: 0.35"
на оси с коррекцией: 0.35"
вне оси на расстоянии 5 угл. мин. без коррекции: 0.5"
вне оси на расстоянии 20 угл. мин. с коррекцией: 0.5"
VST проект:
Геометрическая концентрация энергии (80%) на оси, системы двух зеркал, в кружке диаметром 0.30", после удаления коэффициентов константы, наклона расфокусировки и децентрировочной комы
Геометрическая концентрация энергии (80%) на оси, системы двух зеркал, в кружке диаметром 0.15", после дополнительного удаления коэффициентов сферической аберрации, астигматизма, триангулярной комы и квадратичного астигматизма

9.2. ВЫБОР СХЕМ КОНТРОЛЯ ВТОРИЧНЫХ ЗЕРКАЛ

Для изготовления вторичных зеркал было рассмотрено и проанализировано несколько вариантов схем контроля, включая классическую схему Хиндла. Но контроль вторичного зеркала с одной сферой Хиндла трудно реализовать из-за технических сложностей и высокой цены. Трудность расчета заключалась в том, что необходимо проконтролировать высокоапертурные зеркала с различными параметрами и малым центральным экранированием. В частности, для контроля этих вторичных зеркал понадобилось бы изготовить зеркало Хиндла диаметром 2800мм.

В результате анализа была выбрана схема контроля каждого из гиперболоидов с помощью двух сфер Хиндла [8]. Одна из сфер диаметром 1610мм (диаметр отверстия 230мм) с радиусом кривизны 6300мм (М 1) уже имелась в наличии для ранее изготавливаемых вторичных зеркал. Для контрольных схем были изготовлены еще две сферы. Одна из них имеет диаметр 1640мм и радиус кривизны 3995мм (М 2), другая диаметром 1985мм имеет радиус кривизны 2708.15мм (М3). На сфере диаметром 1640мм и радиусом кривизны 3995мм, получено отклонение волнового фронта 0.05 (RMS). Определенный риск был связан с принципиальной возможностью изготовления второй крупногабаритной высокоапертурной сферы диаметром 1985мм и радиусом кривизны 2708.15мм (f/D=1:0.7). Но задача была успешно решена, получено отклонение волнового фронта 0.07 (RMS) (Рис.27).

 

 
рис.27 Сферическое зеркало диаметром 1985 мм и радиусом кривизны 2708.15 мм.

На рис.28-30 изображены принятые схемы контроля выпуклых гиперболических зеркал с использованием двух вспомогательных зеркал М 1 диаметром 1610мм, М 2 диаметром 1640мм и М 3 диаметром 1985мм. Каждое вторичное зеркало поочередно контролируются совместно с двумя вспомогательными зеркалами. При контроле с зеркалом М 3 контролируется зона 270-900мм для вторичного зеркала VST и 309-740.6мм для вторичного зеркала NOA, соответственно при контроле с М 2 имеем зоны 112-500мм и 128-600мм. В обоих случаях мы имеем зону перекрытия (зона которая контролируется как с зеркалом М 2 так и с М 3 около 200 и более миллиметров. Наличие этой зоны позволяет произвести построение топографии методом переналожения волновых фронтов, полученных после расшифровки результатов интерференционного контроля с использованием зеркал М 2 и М 3 и построить общую топографию контролируемого вторичного зеркала. По аналогичной схеме с использованием сферических зеркал M 1 и M 2 выполнялся контроль вторичного зеркала телескопа TTL диаметром 645мм. С зеркалом М 2 контролируется внешняя световая зона вторичного зеркала 123-617мм и с зеркалом М 1 контролируется центральная часть 59-353мм. Реализация данного метода существенно удешевляет процесс контроля и уменьшает сроки изготовления приведенных выше вторичных зеркал.


рис.28 Контроль зеркала TTL.


рис.29 Контроль зеркала NOA.


рис.30 Контроль зеркала проекта VST.

9.3. МЕТОД КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ

Сложность процесса автоматизированной обработки выпуклых крупногабаритных оптических поверхностей заключается прежде всего в необходимости получения достоверной информации о форме поверхности по результатам ее контроля. Известен способ получения формы волнового фронта методом переналожения с использованием полиномов Цернике. Но при таком описании волнового фронта сглаживаются локальные ошибки. Поэтому разрабатывался способ построения топографической карты методом переналожения, приемлемый для автоматизированной доводки данной поверхности.

На рис.31 приведены интерферограммы контроля зеркала NOA с двумя сферическими зеркалами. Слева интерферограмма внешней части зеркала (область 1) диаметром 741мм (экранируемая зона 309мм), а справа интерферограмма внутренней части зеркала диаметром 600мм (экранируемая зона 128мм), контролируемой с другой сферой (область 2). Общая область, диаметром от 309мм до 600мм, на обоих интерферограммах (на левой - центральная часть, а на правой верхняя часть) используется для сопряжения волновых фронтов (область 12). Расчет топографии поверхности выполняется следующим образом. Пусть вся поверхность детали разбита на прямоугольную сетку с координатами Xn, Ym, где m = 1,2,...,M, n = 1,2,...,M. В каждой области отдельно вычисляются нормальные отклонения формы от ближайшей поверхности сравнения. В результате вычисляем нормальные отклонения Wm,n(k)(Xn,Ym) в области k. Необходимо связать области для построения общей топографии относительно единой ближайшей поверхности сравнения.

 

 

рис.31 Конечные интерферограммы дважды отраженного волнового фронта
вторичного зеркала NOA диаметром 753мм при контроле
с двумя сферами Хиндла диаметром 1985мм и 1640мм.

Определяем нормальные отклонения в общей зоне областей 1 и 2:

W1,2(1) = A1,2(1) + B1,2(1)Xn + C1,2(1)Ym + D1,2(1)(Xn2 + Ym2) - W1           (1)

где W1,2(1) - отклонения в общей зоне областей 1 и 2, полученные по отклонениям для первой зоны W1, для точек m, n, попадающих в общую зону. Следует отметить, что в данном случае опорной поверхностью является сфера. Таким же образом:

W1,2(2) = A1,2(2) + B1,2(2)Xn + C1,2(2)Ym + D1,2(2)(Xn2 + Ym2) - W2           (2)

где W1,2(2) - отклонения в общей зоне областей 1 и 2, полученные по отклонениям для второй зоны W2, для точек m, n, попадающих также в общую зону. Отсюда определяются RMS1,2(1) и RMS1,2(2) общей части областей 1 и 2. Ясно, что при отсутствии погрешностей метода переналожения погрешностей обработки интерферограмм должно выполняться условие:

RMS1,2(1) RMS1,2(2),           (3)

а разность топографий (1) и (2) должна быть нулевой. По RMS разности топографий для общей зоны можно судить о точности метода контроля в данном конкретном случае. Используя коэффициенты уравнений (1) и (2), определяем нормальные отклонения областей 1 и 2 относительно общей опорной поверхности:

W1' = A1,2(1) + B1,2(1)Xn + C1,2(1)Ym + D1,2(1)(Xn2 + Ym2) - W1           (4)

где Xn, Ym принадлежат области 1;

W2' = A1,2(2) + B1,2(2)Xn + C1,2(2)Ym + D1,2(2)(Xn2 + Ym2) - W2           (5)

где Xn, Ym принадлежат области 2. Если условие (3) выполняется с достаточной точностью, то определяем общую сферу сравнения для зон 1 и 2:

W1,2 = 0.5(W1’ + W2’)

Решая систему уравнений:

A1,2 + B1,2Xn + C1,2Ym + D1,2(Xn2 + Ym2) = W1,2

вычисляем отклонения в области 1-2:

W1,2' = A1,2 + B1,2Xn + C1,2Ym + D1,2(Xn2 + Ym2) - W1,2

для точек m,n, принадлежащих всей области 1-2. Если определить разность волновых фронтов:

S1,2 = W1,2(1) - W1,2(2),

используя результаты, полученные при решении уравнений (1) и (2) для общей части областей 1 и 2, то получим оценку погрешности определения общей поверхности областей 1-2 RMS1,2. В идеале RMS1,2 должна стремиться к нулю. Основными источниками погрешностей метода переналожения являются:

 

  • погрешности измерения интерферограмм;
  • погрешность, обусловленная собственными деформациями контролируемого зеркала, в процессе перенастройки контрольного оборудования с одной сферы на другую и разворота контролируемой гиперболы.

Именно поэтому необходимо получать разность волновых фронтов общей зоны перекрытия для оценки погрешностей схемы контроля. В процессе финишного контроля гиперболической поверхности зеркала с двумя сферами ошибки волнового фронта сферических зеркал вычитались из суммарного волнового фронта зеркало + гипербола на видимом участке поверхностей сферы и гиперболы, что было необходимым условием для получения требуемой точности изготовления гиперболического зеркала.

9.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЗЕРКАЛ

Процесс предварительного формообразования вторичных зеркал проекта TTL, NOA и VST выполнялся по классической технологии. Вначале изготавливалась ближайшая сфера требуемой поверхности, а затем производилась асферизация поверхности методом шлифования и после достижения определенной точности методом полирования. На стадии асферизации профиль поверхности измерялся комплектом сферометров по специально разработанному алгоритму. Данная методика позволяет успешно выполнить асферизацию поверхности с отклонением от заданного профиля до 1-2мкм. После предварительной обработки поверхности каждая деталь устанавливалась в горизонтальный стенд контроля со сферическими зеркалами (рис.32, рис.33) и контролировалась с помощью интерферометра. Контроль на стадии предварительной и финишной доводки производился с помощью камеры с ПЗС-приемником. Контролировались два положения гиперболического зеркала с двумя сферическими зеркалами. В одном положении контролировалась внешняя часть поверхности зеркала, а во втором положении внутренняя часть зеркала. Два положения содержат общую часть поверхности гиперболоида, которая является опорной для сопряжения волновых фронтов и построения полной требуемой топографии контролируемой детали.

 

 
рис.32 Стенд контроля вторичного зеркала с двумя сферами Хиндла.

 


рис.33 Вторичное зеркало VST.
 
рис.34 Обработка вторичного зеркала.

Когда отклонения формы поверхности гиперболоида становились сравнимыми с отклонениями сферических зеркал, производилось вычитание волновых фронтов сферических зеркал для получения истинной карты формы поверхности гиперболоида. Следует заметить, что контролируемый суммарный волновой фронт включает в себя дважды отраженный волновой фронт гиперболического зеркала и волновой фронт сферического зеркала Хиндла. Поэтому, ошибки контролируемой гиперболы удваиваются по сравнению с ошибками сферического зеркала. Вычитание волновых фронтов сферических зеркал производилось, когда суммарный волновой фронт, дважды отраженный от поверхности гиперболоида, имел ошибку около 0.15 (RMS).

Для финишной доводки поверхностей вторичных зеркал проектов TTL, NOA и VST использовался автоматизированный комплекс [9], описанный в предыдущей статье. Финишная доводка вторичного зеркала TTL была выполнена в течение месяца (рис.34). Получена поверхность с RMS около 11нм (RMS волнового фронта при однократном отражении 0.035).

На вторичном зеркале NOA ошибка составила RMS = 15нм (0.048 на волновом фронте). Время финишной автоматизированной доводки около 2 месяцев. На вторичном зеркале VST ошибка составила RMS = 13нм. Данное зеркало было наиболее сложным для обработки, поскольку имело асферичность около 100мкм на диаметре 900мм.

 

рис.35 Интерферограммы зеркала TTL.

 

рис.36 Интерферограммы зеркала VST.

На рис.31 представлены интерферограммы зеркала NOA, полученные со сферами M 2 и M 3.
На рис.35 приведены интерферограммы вторичного зеркала TTL, полученные со сферами М 2, М 3.
На рис.36 приведены интерферограммы вторичного зеркала VST, полученные со сферами М 1 и М 2.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Рябова Н.В., Захаренков В.Ф. // ОМП. - 1992. - N6. - С.5.
2. Любарский С.В. // Оптический журнал. - 1996. - N4. – С.33.
3. Патент Украины N13281. 1997.
4. Семенов А.П., Савельев А.С. // Оптический журнал. - 1995. - N5. - С.62.
5. Савельев А.С., Семенов А.П., Катагаров Ф.К., Абдулкадыров М.А. // ОМП. - 1985. - N10. - С.35.
6. Семенов А.П., Савельев А.С., Абдулкадыров М.А. // ОМП. - 1990. - N4. - С.61.
7. D. Mancini, G. Sedmak, M. Brescia, F. Cortecchia, D. Fierro, V. Fiume Garelli, G. Marra, F. Perrotta, F. Rovedi, P. Schipani, VST project: technical overview. Proceedings of SPIE, 4004, pp. 79-90, 2000.
8. M. A. Abdulkadyrov, S. P. Belousov, A. N. Ignatov, V. V. Rumyantsev, Non-traditional technologies to fabricate lightweighted astronomical mirrors with high stability of surface shape. Proceedings of SPIE, 3786, pp. 468-473, 1999.
9. A. P. Semenov, V. E. Patrikeev, A. V. Samuylov, Y. A. Sharov, Computer-controlled fabrication of large-size ground and space-based optics from glass ceramic Sitall CO-115M. Proceedings of SPIE, 3786, pp. 474-479, 1999.
 
 
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
ОАО "ЛЗОС" 140080, г.Лыткарино, Мос.обл., Россия, ул.Парковая, д.1.
телефон/факс: (007-495) 552-32-95 / 552-17-90 e-mail: office@lzos.ru
© 2017 ЛЗОС - Лыткаринский Завод Оптического Стекла