低灵敏度空间引力波望远镜光学系统设计

作     者：余苗 李建聪 林宏安 黄耀樟 罗佳雄 伍雁雄 王智 YU Miao;LI Jian-cong;LIN Hong-an;HUANG Yao-zhang;LUO Jia-xiong;WU Yan-xiong;WANG Zhi

作者机构：佛山科学技术学院物理与光电工程学院广东佛山528000 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 季华实验室广东佛山528000 国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院浙江杭州310024 

基　　金：国家自然科学基金(No.62075214) 广东省科技计划项目(No.X190311UZ190) 广东省重点领域研发计划项目(No.2020B1111040001) 

出 版 物：《中国光学(中英文)》 (Chinese Optics)

年 卷 期：2023年第16卷第6期

页      码：1384-1393页

摘      要：太极计划是中国探测空间引力波的一项重点任务。望远镜作为空间引力波探测中的重要组成部分,它的性能会直接影响引力波探测的精度。现有的典型空间引力波望远镜结构中次镜灵敏度高,难以满足更大口径的空间引力波望远镜对制造装调公差的要求,特别是在轨稳定性公差要求。为解决以上问题,首先,提出了一种中间像面设置于三四镜之间的新型空间引力波望远镜光学系统结构,以降低次镜灵敏度;结合高斯光学理论方法,从理论上分析并计算新型望远镜结构的初始参数。其次,通过优化设计,获得入瞳直径为400 mm,放大倍率为80倍,科学视场为±8μrad,波前误差RMS值优于0.0063λ的望远镜光学系统。最后,建立了望远镜系统的灵敏度评价公差分配表,对比分析了现有望远镜结构与新型望远镜结构的公差情况。结果显示:相较于现有望远镜结构,新型望远镜结构的灵敏度降低了30.4%,具有低灵敏度优势,为空间引力波望远镜的设计提供了一种优选方案。

主 题 词：望远镜 空间引力波探测 波前误差 低灵敏度 光学设计 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0704[理学-天文学类] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/CO.2023-0006

馆 藏 号：203124509...