真空100 Kの低温環境で赤外装置の試験を実現するために、オフアクス三反射準直システムを設計した。本システムは無熱設計を採用し、機体構造はSiC材料を使用している。鏡体と支持構造の接続部にはC字型開口膨張ピンを柔軟構造として採用し、接続構造の低温変形を補償する。反射鏡を除く全てのシステム部品は低温放射冷却板内に完全に覆われている。低熱伝導絶縁支持構造は熱伝導チェーン中で熱遮蔽の役割を果たし、システムの断熱支持と急速冷却を実現する。100 K低温環境下で単一鏡のシミュレーション解析を行い、主鏡、副鏡、三鏡の面形誤差はいずれもλ/50未満であった。全体解析では主、副、三鏡の面形誤差はすべてλ/30以下である。常温下ではシステムの各視野における波面差はλ/14～λ/8の範囲内、低温下ではλ/8～λ/7の範囲内であり、レイリー基準によると波面は欠陥なしとみなせる。λ＝632.8 nmでは、常温下での50 lp/mm周波数における変調伝達関数（MTF）は0.7以上、低温下では0.6以上であり、50 lp/mm MTFが0.6以上というシステムの使用要件を満たす。シミュレーション結果は、本準直システムが100 Kの真空環境で安定した平行光を出力可能であり、低温赤外装置の試験要求を満たすことを示した。高速放射冷却材料レベル試験では、18時間経過後に温度が130 Kで安定し、30時間経過後にSiC鏡胚の温度が110 Kで安定した。この実験はSiC反射鏡の高速放射冷却の実現可能性を検証した。

光学システム設計;準直システム;オフアクス三反射システム;赤外;光機械熱解析;低温