小型低温真空光学实验装置设计

小型低温真空光学实验装置设计

摘要：低温光学就是要解决光学系统在低温情况下的一系列问题，如材料特性、光学元件单元及系统整体性能变化、光学元件变形、低温污染等等。为适应航天某光学系统研究的需要，研制了一套低温真空实验装置。该低温真空光学实验装置包括低温真空腔体、真空抽气系统、ZYGO干涉仪和防振平台以及监控测温系统。其中的低温真空腔体是针对小型光学元件实验设计的，它主要用于测量光学元件的温度场和低温变形，并且把电机产生的局部热量尽可能的导出系统外部。本文还对真空低温腔的关键部件光学窗口和梯形支撑的设计进行了详细分析。

关键字：低温真空低温光学实验装置有限元ZYGO干涉仪梯形支撑1引言随着空间技术和军事技术的发展需要，探测仪器的分辨率要求越来越高。在深冷的条件下，当需要探测的目标信号十分虚弱时，探测仪器的背景辐射主要来自仪器本身的光学系统和支撑结构，探测仪器灵敏度严重受到系统本身辐射的影响，为减少这一热噪声，冷却光学系统是必需采用的方法。只有把光学系统冷却及其相关部件冷却到一定程度，才能有效地减少背景光子的通量，发挥背景极限探测器的作用，大大提高探测器灵敏度。在低温状态下工作的光学系统需要解决一系列问题，这些问题涉及材料特性、光学元件单元及系统整体性能变化、光学元件变形、低温污染等等，这就形成了一门新兴学科——低温光学。自上世纪七十年代开始，美国首先对低温光学技术进行研究，最初主要用于各种观察、测量系统，例如低温红外望远镜、空载干涉仪器等。从机载、球载到星载，大多数系统都成功有效地完成了对外空的各种探测任务。欧洲一些国家也对低温光学系统的观察仪器进行了研究。国内起步于上世纪八十年代末，由于国内航天及其国防事业的发展要求有高灵敏度的探测器，而这些仪器将不可避免地用到低温光学系统。我国的未来光学遥感系统采用了十几个光学元件，这些系统要求冷却到150K，并且对光学元件的控温范围要求非常严格，因此就需要研制一套低温真空实验装置对相关的光学元件进行低温实验。2系统实验装置的建立该光学系统的最主要部件之一是动镜装置部分。基于反射镜的温度要冷却到150K并对反射镜的变形进行研究的目的，就需要建立一套高真空和低温应用的实验系统，该系统还要满足进行其它光学元件的低温实验需要。系统实验装置由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。泻2皂.鸽1周盲低皱温泻真舰空守腔眨体才设水计之低垮温斥真游空略光瘦学叠实朵验获装礼置橡系拦统饶示前意秤图温如狗图粪1抹所仇示妻，范1炊-伐机渡械磨泵查馅2疼-膀预沈阀袜榜3豆-缠分缩子蓬泵瞧喉4笼帜-烘高漂阀嗓殖5千鄙-牵铜柜带顾刑6雄昌-政低驻温蜡真念空醋腔释狮7烟免-惩直庭线瞧电粒机茄肿8镰-撞电姓源独俯9陶咳-朝被利测厦量奶光悄学缸系训统土柱1挪0饭-河吹Z射Y滚G触O没干顺涉居仪周隔1姓1访被-溜光袍学帖窗捐口杰方1匪2打-绸萄监计控鲁计冻算旱机拐腐1升3丝-吵温铜控海电剖路三惭1蚕4沙-哗归铂培电珍阻色游1甲5未-尚磨电届热同器扣啄1伤6膜-氏呜液供氮背箱齐喜1挽7讯馋-无活皂性岛炭凑我1拳8棕-售氮栏气绩1够9蹲税液翠氮姐灾2标0夕塑低币阀酬。贞低贸温瞧真肤空慈腔拳体染是沃实淘验时系锅统堵的串核式心身部侄分姿，贩其跨示牵意么图住见投如吃图环2趟，塑1嫌—祸抽锻气广管受殖2灭-贞液总氮烤桶岗候3帝-吧上毫腔得体糖跳4纱-隐铜割带枝仓5舍-云引这线焰出寨口闲仆6桨-病支度撑会平惑台乡7背-壳下推腔糟体千嘱8晒-录电溜机周支伟撑词9醋-祖梯佣形植支醋撑面1末0营-斯光饱学束窗扒口敬田1包1芝-古O丢形个圈绣退1掠2妥-呈动悔镜佣支志撑塞框尤架腊搅1伸3顷-造O无形受圈企1睁4辉-首活强性柜炭悬章1耐5雨-呜出杆气想管翁1旷6通-烧进待液缠管默。膊腔线体骨总混高覆4墙6匹1咽m过m盛，泻外匹壳玩直僵径逮2青8羡4悔m闭m查。宴内收有屑圆吓柱口形抄液答氮巴容陈器誉，稻可弹以资储松存妻液舞体叉约臭4污升犬。掌其知中辣的列光钢学兵元挤件绣支探撑既框莲架缺是伶专屋门驴为言动昆镜叙设知计刘的漫，腊其絮高末度慌1慈7沟7颈m资m括。概整注个妥腔括体山可嘴以哑测区试浙直侦径变小宿于锦2肉5遵0景m浮m膜,匆高穗度乖小辞于屯2南0尝0喂m事m沿的似各轨类狼反寒射练镜振和辆光诱学泪元蔑件蚁。鲜液将氮轿桶溜下薪面玩用地铜丸带泻接酿光大学标元埋件导装号置船，释当播液弓氮童桶揉灌马注律液撑氮归后毕，犁冷军量顽通泡过恳铜堆带戏传迫导关给质光亭学帆元示件烫装彻置塞。推下予腔恶体绍的末石券英锦玻铜璃巧光钉学龟窗配口哪直边径痰为出6匀4内m薯m兔.榴光瓜学辨元校件愈支座撑桌结艘构春由像支戏撑沙平衬台体和而固净定丑夹过板壮组培成恶。咳用鬼固浙定邻夹白板义是棒为卖了醉防毛止彻光凳学堆元仿件集框柿架离移耕动坚，生并砍保异证捞光福线举垂描直保射粮到两动末镜仗表局面暮上龙。旦由嘉于项动却镜荣需遣要教电始机狼驱柄动让，装而冬电屠机车的桨发执热均量界为晌3润-统5怖W仙，复而扁这腿部残分煮热桃量复辐例射插对植动愿镜嫂丛有绵很森大悠影职响扛，婶因糕此爆就贝用劫导鱼热岩率乞较烛高桥的陷紫掠铜搞支霸撑婚把测一辫部两分致热侄量垦尽忽可型能兰的禁传垃递吊给饰系竞统援外赔部则。汽由狠于绞光杂学徒元咳件棒装钩置寒部拖分赞需遮要星冷留却礼因扒此坚就竟需染要样尽督量赠避狼免拆它朱与俱外疯界山和蜂腔观体抬传途递亮热屿量拣，躺因扑此露就肚考差虑禽用轻梯软形决支梨撑础，得由金于范梯五形较支薪撑盲壁拍很局薄峰，昨就胸起杂到廉了千很唉好瞎的守隔泉热萌作养用阳。站2玻.过2请贺真浆空昆抽赚气探系菌统虫和烫活档性哥炭股处让理恒真钉空可抽传气蔬系障统董由制机章械糟泵串和勉分韵子世泵钱组怠成阶。约由敢于藏Z乐Y挖G山O烛干翅涉箭仪抢器货对蝴震炎动董非县常突敏炸感杰，炭在饭光铅学驼测拉试胖的访同貌时林，党关碰掉迫机等械顿泵倡和伏分除子芝泵联。底在跪关率掉垄机堪械贪泵材和泛分骄子扇泵势的隙期的间犹，锤还羽要庄维畅持弹真稠空绳腔香体拘内液的爆真味空垄，带故案考庭虑古在闪腔仪体酸内喘加投活控性荒炭膛以军维运持肠腔接体岗内申的轿真护空斜度伴。体为夹了芳去浮处均活检性阴炭句中孤的跑水馆汽逝和赵其柔它邮气歌体沫，赴需眠要耀对虫其咸进现行格烘泼烤汁预查处菌理该。杂活最性叹炭颗在解加坊工堪的蹈时盆候洞已庭经践固购定因于提上陡组恩件纽中象，欣所弱以帐把周整纳个拳上传组品件塞放坝在份D惯Z址F耀-研6损2盏1忘0刘真祸空汽干舱燥唇箱悟中道，缠在剖温张度蜜为坟1喝0损0搬°剧C掘，锦烘液烤帖约秆4包8烘小胜时狐使挨得向真凯空姑度挎稳课定仗在辫0虎.庄1兆P闸a巧，姻然蠢后惯再继做淘真铸空辫低初温掌实坡验台。捕2阁.册3哗招Z聪Y状G学O轿激抛光宾平谎面搅干稠涉李仪碰器应非渗平娱面蓝的寻光闸学且元星件签可浇以董用蝇H唐e咬-闹N捷e丘仪膜器股进业行许光替学然测国量挣，懒而费平爆面疲型的光把学探元完件餐只雨能顶用治Z共Y梅G蜓O丢干晴涉矩仪艇如糊图景3桶进煮行雷测捉量捐，委由谦于炒Z闲Y健G节O四干鞠涉微仪她器杏对邻震依动尚非淘常偏敏构感我，邻因我此容就层需材要虽防映震胀措数施挺。练如睡图惨3严为缠Z宿Y耻G终O丸激纸光虑平础面祥干雁涉颤仪切及恋其邻防遣震敏装沸置严。

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