«Сибастро - 2009» 1 ФГУП ПО НПЗ имени Ленина Методы устранения рассеянного излучения в телескопах – рефракторах. Просветление склейки. Зам. главного оптика, - презентация

1 «Сибастро » 1 ФГУП ПО НПЗ имени Ленина Методы устранения рассеянного излучения в телескопах – рефракторах. Просветление склейки. Зам. главного оптика, Н.Ю. Никаноров

2 Рассеянное излучение 2 Одним из источников рассеянного излучения в телескопах рефракторах является переотражения от поверхностей оптических деталей. Интенсивность отраженного света определяется по формуле Френеля: R =[(n 1 -n 2 )/(n 1 +n 2 )] 2 (1) где R- интенсивность света отраженной от границы раздела сред с показателями преломления n 1 и n 2 соответственно. Отражение от границы раздела воздух стекло составляющее от 4-8% в зависимости от марки стекла (луч 3 и 5) уменьшали за счет просветляющих покрытий, а границу раздела стекло – оптический клей (луч 4) игнорировали за счет малости интенсивности ( 0,1-0,5%) для стекол с показателями преломления не более не более n 1,65. Образование рассеянный свет в склеенном компоненте. рис1

3 Диаграмма Аббе 3 Стекла фирмы Шотт на диаграмме Аббе В настоящее время фирмой Шотт разработана гамма стекол с показателями преломления n 1,80 рис2

4 Высокопреломляющее стекло 4 Физические свойства высокопреломляющего стекла Показатель преломления n d =1,84666 Средняя дисперсия ν d =23,78, Внутренне пропускание в слое(10 мм) τ λ=500нм =0,972 τ λ=650нм =0,988 τ λ=400нм =0.793 Коэффициент линейного расширения ά -30/+70 = 8,5 (10 -6 /К) Плотность Ρ = 3,53 г/см 3

5 Отражение в склейке 5 При склеивании оптической детали с показателем преломления n d = 1.85, то согласно формуле (1) интенсивность отраженного света составит 1,3 % (верхняя кривая). Для снижения интенсивности отраженного от границы раздела стекло-клей света предлагается нанести λ/4 пленку с показателем преломления определяемым следующим соотношением: n l = n s ×n g (2) где n l - показатель преломления просветляющего слоя, n s – показатель преломления стекла (1,85), n g – показатель преломления клея (бальзамин-М 1,49). рис3

6 Выбор пленкообразующего материала 6 Решая уравнение (2) получаем, что пленкообразующий материал должен иметь показатель преломления равный n l =1,66. Теоретическая кривая отражения для λ/4 = 500нм см. рис. 4 нижняя кривая. рис4

7 Выбор пленкообразующего материала 7 Наиболее близкими по показателю преломления к расчетному обладают два пленкообразующих материала: 1.Оксид алюминия (Al 2 O 3 ) с показателем преломления 1,63. 2.Фторид церия (CeF 3 ) с показателем преломления 1,60. Были опробованы оба вещества. Нанесение просветляющих слоев осуществлялось на у установке ВУ-1А, при давлении 1-2×10 -5 мм.рт.ст., на нагретые до температуры 150ºС подложки. Для испарения оксида алюминия использовалось электронно-лучевое испарение, для испарения фторида церия резистивный нагрев с молибденовой лодочки.

8 Выбор материалов 8 рис5 В качестве подложки для нанесения «просветляющего слоя использовалась Клиновидная пластинка из высокопреломляющего стекла, Ответная клиновидная пластинка изготавливалась из стекла К8 с показателем преломления n= Для склеивания клиньев применялся оптический клей бальзамин-М с показателем преломления n= На рис.5 показан клиновидный образец.

9 Изготовление образцов для исследования 9 Для наглядности, при напылении «просветляющего слоя» половина поверхности клиновидного образца экранировалась. После склейки с клином из стекла К8 заметна разница между «просветленной» и «непросветленной» областями (рис 6) РИС.6

10 Хрусталик «МИОЛ – Аккорд» 10 Рис. 7 На рис. 7 приведены кривые отражения «просветляющей пленки» до склейки (верхняя кривая и после склейки (нижняя кривая.

11 Сравнение эффективности пленкобразующих материалов. 11 Рис 8 На рисунке 8 приведены два образца с различными материалами «просветляющей пленки»: -левый образец с покрытием оксидом алюминия; -правый образец с покрытием фторидом церия. Визуально видно, что покрытие оксидом алюминия несколько более эффективно.

12 Методика контроля эффективности просветления 12 Контроль эффективности «просветляющего покрытия» проводился по изменению интенсивности интерференционной картины от «просветленного» и «не просветленного» участков поверхности клина. Схема эксперимента изображена на рис 8. Рис8

13 Результаты интерферометрических измерений 13 Рис 9 Рис10 Рис11 На рис 9, 10, 11 приведены результаты обработки интерферограммы. На рис. 9 видно изменение интенсивности 2000р в зоне «не просветления» и 250р в зоне «просветления». Изменение интенсивности в 10 раз хорошо согласуется с расчетными данными (см рис 4).

14 14 Выводы 1. Проведена проверка методики расчета просветляющих покрытий для склеиваемых компонентов. 2. Разработана и опробована методика контроля эффективности просветления для склеиваемых компонентов.