天琴计划推荐的高性能望远镜系统设计
光学
2022-09-21 v1 天体物理仪器与方法
摘要
中国正计划建设一个新的星载引力波(GW)观测台——天琴计划,其中星载望远镜是激光干涉测量的重要组件。该望远镜旨在航天器之间传输激光束,以测量长臂中检验质量间的位移。望远镜应具有超小波前偏差以最小化由指向误差引起的噪声,超稳定结构以最小化由温度抖动引起的光程噪声,以及超高杂散光抑制能力以消除背景噪声。本文中,我们实现了一种具有超稳定结构及超低波前畸变的望远镜系统设计,用于天基GW探测任务。设计需求要求对高成像质量的极致控制以及非凡的杂散光抑制能力。基于初级像差理论,探讨了上述四镜光学系统的初始结构设计。优化后,全视场(FOV)内最大RMS波前误差小于λ/300,满足望远镜设计的噪声预算。还分析了由望远镜后向反射引起的杂散光噪声。光学平台处的噪声小于发射功率的10^-10,满足空间引力波探测的要求。我们相信该设计可作为天琴计划的良好候选,也可为任何其他类似科学项目的空间望远镜设计提供良好指导。
引用
@article{arxiv.2202.11378,
title = {Recommended high performance telescope system design for the TianQin project},
author = {Zichao Fan and Lujia Zhao and Jianguo Peng and Huiru Ji and Zhengbo Zhu and Shili Wei1 and Yan Mo and Hanyuan Chen and Donglin Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.11378},
year = {2022}
}