亚毫米波望远镜上大型探测器阵列的设计考量
天体物理学
2015-06-24 v2
摘要
新兴的大型（约10,000像素）亚毫米波辐射热测量计阵列技术提出了一个新颖的光学设计问题——当主镜直径小于100,000个波长时，如何通过衍射受限的望远镜光学系统为这样的阵列供光？射电望远镜光学系统的标准卡塞格林设计表现出极大的焦面曲率，以至于探测器无法放置在距中心光线超过25个波束直径的位置。对于里奇-克雷蒂安设计，问题更严重，因为它在最小化彗差的同时增加了场曲。在亚毫米波单碟望远镜中，包括彗差在内的经典像差通常由衍射主导。望远镜设计者必须考虑：(1) 衍射，(2) 像差，(3) 场曲，(4) 交叉极化，(5) 内部反射，(6) 遮挡的影响，(7) 对源和离源波束斩波的方法，(8) 主镜的重力和热形变，(9) 大型探测器组件的物理安装，以及(10) 重力和(11) 振动对这些探测器的影响。在大型探测器阵列的情况下，同时优化这些考量会导致望远镜设计与标准射电望远镜设计有显著差异。偏轴光学系统为安装探测器提供了灵活性，同时消除了遮挡和内部反射。像差和交叉极化可以与具有相同直径和焦距的共轴设计相同。权衡因素包括主镜同源性复杂化和总体成本增加。使用成形光学系统可以实现可用视场的显著增加。本文将讨论具有一到六个反射镜的解决方案，包括为拟议的南极10米望远镜设计的可能的六镜方案。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0003009,
title = {Design Considerations for Large Detector Arrays on Submillimeter-wave Telescopes},
author = {Antony A. Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0003009},
year = {2015}
}
备注
in proceedings "Radio Telescopes" SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation, 30 March 2000, Munich. SPIE code 4015-46. 12 pages 4 figures Revised to fix typos, figure