Главная arrow Поиск
Select language:
 ENG
 RUS
Крупнейший производитель оптического стекла на территории РФ
Качество прежде всего !
Изготовление сегментов зеркала для спектроскопического телескопа по проекту "LAMOST" завершено Печать E-mail

Тенденция создания все более крупных телескопов захватила мир в последние десятилетия. Телескопы с зеркалом, диаметром 8-10м становятся уже в ряд действующих, существуют и уже находятся в стадии практической разработки проекты 30-метровых и 50-метровых телескопов. Для таких проектов изготавливаются составные зеркала из шестигранных сегментов. Технологией их изготовления владеют инженеры и специалисты Лыткаринского завода оптического стекла. Надо сказать, что участие в таких проектах весьма престижно для любого предприятия. Одним из крупных современных проектов является специализированный телескоп LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Spectroscopic Telescope, Многоцелевой широкоугольный спектроскопический телескоп), строящийся в Китае.

Телескоп является специальной отражающей системой Шмидта. LAMOST состоит из двух крупногабаритных сегментных зеркал (рис. 1 и 2): пластина Шмидта МА и сферическое главное зеркало МВ. Размеры МA - около 5.7м х 4.4м, оно состоит из 24 шестигранных сегментов зеркала. Размеры МВ - около 6.7м х 6м, оно состоит из 37 шестигранных сегментов зеркала.

 


Рис. 1
Спецификация сегментов MB
материалцеродур
количество зеркал40шт
формагексагональная
поверхностьвогнутая сфера
размер по диагонали1100 мм
толщина75 +/- 0.25 мм
радиус кривизны40000 +/- 40 мм
RMS поверхности< 20 нм
P-V< 150 нм
отклонение радиусов
сегментов (от зеркала)
< 1.5 мм

В 2005 году Лыткаринский завод оптического стекла поставил 26 заготовок из Астроситалла® для пластины Шмидта MA проекта LAMOST, а в сентябре завершил работы по обработке готовых сегментов зеркала MB, изготовленных из материала Zerodur® производства Германии (SCHOTT). Всего обработано 40 сегментов МВ.

Специалистами ЛЗОСа разработан уникальный технологический процесс изготовления окончательных геометрических параметров заготовки (рис.3), шлифования задней базовой поверхности, фрезерования пазов, фасок, изготовления центрального отверстия, приклейки инварных элементов системы разгрузки сегмента (рис.5), предварительной и финишной автоматизированной полировки рабочей поверхности детали.

Рис. 2

В процессе доводки и контроля сегмент устанавливался на специальную технологическую оправу (рис.4). Данная система разгрузки обеспечивает деформационные изменения формы поверхности зеркала в процессе технологического и аттестационного контроля в допустимых пределах, меньших по амплитуде, чем требуемый размах ошибок поверхности обрабатываемого зеркала. 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.

 

 
Рис. 3. Изготовление шестигранных заготовок

 


Рис. 4. Сегмент на мембранно-технологической оправе

Рис. 5. Приклейка элементов опор разгрузки

Основной сложностью обеспечения контроля формы сферической поверхности элементов составного зеркала являлся большой радиус (40000 мм) и допуск на отступление радиусов всех зеркал +/- 1.5 мм. Обеспечить заданные требования возможно лишь в вертикальной схеме Физо (Рис. 8,9). Применение данной схемы позволяет сократить трассу контроля до 10184 мм, а также производить контроль относительно одной поверхности сравнения. Основным элементом схемы является линза Физо, одна из поверхностей которой имеет радиус кривизны 40000 +/- 20 мм и является поверхностью сравнения. Другая поверхность линзы является гиперболической и служит для направления лучей пучка по нормалям к сферической поверхности. Для реализации схемы разработан и изготовлен специальный стенд контроля (Рис. 9), который позволяет проводить контроль как линзы Физо, так и сферического элемента составного зеркала. Для контроля сферической поверхности линзы было изготовлено эталонное сферическое зеркало из Астроситалла® СО-115М 1200 мм с радиусом 40000 +/- 7 мм. Аттестация зеркала производилась в специальном вертикальном стенде на базе вакуумной камеры высотой 70м (Рис. 11). Интерферограмма линзы Физо, контролируемой со сферическим эталонным зеркалом, представлена на рис. 10. RMS волнового фронта менее 0.05, для = 632.8 нм. Контролируемый сегмент устанавливается под линзой Физо на строго фиксированном расстоянии, для того, чтобы обеспечить требуемый допуск на разницу между сегментами в пределах допуска < 1.5мм.


Рис. 6. Ведущий инженер НПК-95 Патрикеев В.Е. и инженер Макаров В.В.
ведут работы по проверке эталонной формы поверхности
линзы Физо с эталонной сферической поверхностью


Рис. 7. Предъявление очередной партии
сегментов китайским специалистам.
Справа оптик НПК-95 Кулешов Е.В.

Контроль формы поверхности сегментов по разнорадиусности выполняется с использованием линзы Физо. Для получения достоверной информации о форме поверхности сегмента из суммарного волнового фронта линзы и сегмента вычитается волновой фронт линзы. Для проверки полученных результатов на начальном этапе выполнялся прямой контроль сегментов в вертикальном контрольном стенде (рис. 11, сверху), а затем контроль сегментов выполнялся в стенде с использованием линзы Физо (на рис. 11 интерферограмма снизу). Ошибка формы поверхности сегментов зеркала MB проекта LAMOST:

 

измеряемые параметрытребования спецификацииполученные значения
RMS поверхности, нм< 20 нмоколо 15-16 нм
P-V поверхности, нм< 150 нм< 140 нм

 


Рис. 8. Схема Физо для контроля элементов составного зеркала:
1 - контролируемое зеркало; 2 - линза Физо с эталонной поверхностью;
5,6,8 - элементы интерферометра 3; 4 - ПЗС-камера; 7 - диагональное зеркало.


Рис. 9. Стенд контроля
сферических сегментов
с линзой Физо.
 
Рис. 10. Интерферограмма
эталонной поверхности
линзы Физо.

Завершение обработки элементов составного зеркала проекта LAMOST является весьма существенным успехом и значительным вкладом ОАО ЛЗОС в технологию мирового оптического производства XXI века во благо наук о Вселенной для разгадки еще непознанных тайн объектов, ее населяющих.

 


 

Рис. 11. Прямой контроль сегментов в камере высотой 70м,
точка контроля на расстоянии 40м от сегмента зеркала
(верхняя интерферограмма) и контроль сегментов
с линзой Физо (нижняя интерферограмма).
 
 
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