大口径长焦距检测光路强制对流方法

作者：张俊; 宫雪非

来源：红外与激光工程, 2022, 1-11.

• 强制对流
• 光学检测
• 气流扰动
• 温度梯度

大口径、长焦距的水平光学检测系统极易受到气流扰动的影响，气流扰动会引起光路中温度、速度、压强等多个物理量在时间和空间上随机动态变化。尤其是温度在空间上呈现梯度分布，以及在时间上存在缓慢漂移，均将会直接导致空气折射率的动态变化，从而导致点扩散函数退化、引起波前倾斜、出现波前时变。为了抑制气流扰动对检测光路的影响以及提高检测精度，基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics， CFD）方法，提出了风扇强制对流的室内温度场控制方法，确定风扇放置方式与风扇数量。采用温度最大峰值（Peak to Valley， PV）并引入了最大光程差概念，综合评价光路温度场的均匀性。经过多次实验验证，采用强制对流方案，将0度像散标准差从0.146λ降低到0.0263λ（λ=632.8nm），显著提高了光路温度场的均匀性与稳定性，大幅降低了光学检测误差，提高了检测精度。为今后保障狭长通道内长光路、大口径光学检测系统的测量精度提供了借鉴。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所; 中国科学院大学