弗雷德·杨亚毫米波望远镜的全息表面测量系统

我们描述了一种正在开发的用于测量弗雷德·杨亚毫米波望远镜（FYST）镜面形状的系统，该望远镜正在为CCAT天文台建造中。“全息”天线测量技术是一种高效且精确测量大型毫米波望远镜表面的方法，其优势在于可在运行条件下（例如夜间暴露于台址环境时）测量整个系统的波前误差。然而，将其应用于FYST面临重大挑战，因为所需精度极高、望远镜由两块大型离轴镜组成，且要求可在无人员在场的情况下进行测量。我们使用一个靠近望远镜孔径（小于菲涅耳距离的1/100）的高频（~300GHz）源以最小化大气影响。主接收机位于接收机舱内，可在远程控制下移动至不同位置，从而可测量焦平面不同区域的波前误差。放置在轭架上的第二接收机提供相位参考。信号在数字互相关频谱仪中合并。扫描望远镜可获得复波束图的映射。表面误差通过推断得出，即我们建立带误差的反射面模型并计算预期图样，然后迭代以找到与数据的最佳匹配。为此，我们开发了一种基于Kirchhoff-Fresnel公式的快速精确计算图样的方法。本文介绍了设计细节，并概述了测量与推断过程的仿真结果。这些结果表明，可实现约3微米rms的测量精度。