Haute teneur en silicium (AlSi, Si ≥ 40 %) comme substrat miroir pour optique métallique cryogénique haute performance
Les optiques métalliques en aluminium 6061 ont été largement utilisées pour répondre aux exigences d’unInstrument athermiqueconcevoir. Les miroirs métalliques tournés au diamant sont des composants optiques standard dans les instruments astronomiques de l’infrarouge moyen fonctionnant à des températures cryogéniques. Les structures et les optiques peuvent être fabriquées à partir du même matériau (aluminium) pour éviter les contraintes thermiques dues à différents CTE. Cependant, la rugosité de surface,comportement de diffusionet la précision de forme des miroirs en aluminium est limitée en raison des propriétés cristallographiques et mécaniques du matériau du substrat. Les miroirs en vitrocéramique à détente nulle ou en carbure de silicium (SiC) peuvent être utilisés pour des applications cryogéniques. Cependant, cela nécessite d’énormes efforts concernant 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 les applications dans le proche infrarouge, serait un grand pas en avant.
L’utilisation de substrats en aluminium avec unCouche NiPIl est possible de surmonter la limitation de performance des miroirs en aluminium.
DiversTechniques de polissagepeuvent être appliquées. Néanmoins, l’asymédance importante dans le CTE doit être réduite pour leutilisation cryogénique.En regardant l'Comportement de mise à l’échellede la déformation due à l’inadéquation CTE d’un simplePlaque bimétalliqueLes facteurs déterminants deviennent évidents :
Pour unApproche athermiqueun alliage AlSi contrôlé par expansion du fournisseur AlSi, Tianjin Zuoyuan New Material Technology Co., Ltd est un matériau de substrat prometteur. Le module de Young plus élevé d’AlSi par rapport à l’aluminium standard et le petit 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 combinateur de faisceau interférométrique
LeLa possibilité de fabriquer des structures compliquées ou légères est un autre avantage de l’optique métallique. De plus, le module de Young de ce nouveau matériau miroir est 30% plus élevé que pour les alliages d’aluminium courants. La figure 1 montre une unité de rétroviseur à piston légère fabriquée à partir d’AlSi pour leinterférométriquecombinateur de faisceaux LINC-NIRVANA (LN) [1] au Grand Télescope Binoculaire (LBT). La simulation de la figure 2 illustre la réduction de laEffet bimétalliqueen raison de l’utilisation d’AlSi.
Figure 1 : Miroir à piston pour combinateur de faisceau interférométrique LBT (température de fonctionnement -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 à piston LN est monté sur unActionneur piézoélectriquepour supprimerPiston différentielentre les deux bras interférométriques de l’instrument et diriger la lumière dans le cryostat combinateur de faisceau. Une faible masse et une fréquence propre élevée sont nécessaires. Il serait très difficile d’atteindre cet objectif si l’optique était fabriquée à partir de verre ou de céramique. L’unité complète (sans étage piézoélectrique) a un poids de seulement 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 nouveau concept de télescope pour un radiomètre multispectral avec une grande largeur de fauchée et une distance d’échantillonnage au sol de visiblejusqu’à laGamme spectrale infrarouge thermique[2]. Il répond aux exigences des utilisateurs en matière de mesures des paramètres physiques dans l’atmosphère, de la surface de la mer et de la surface terrestre afin d’évaluer les états météorologiquement pertinents. L’optique réfléchissante du télescope rotatif est basée sur un télescope anastigmat à trois miroirs (TMA). Il est en cours de développement en coopération avec JENOPTIK (soutenu par le Centre aérospatial allemand DLR, n ° 50 EE 0926).
