長波赤外差分干渉計格子低温取付構造の設計と最適化

WU Yang ,  

FENG Yutao ,  

HAN Bin ,  

WU Junqiang ,  

SUN Jian ,  

摘要

長波赤外差分干渉計は低温環境下において光学部品に非均一な応力が作用し、干渉縞の歪みが生じ、干渉計システムの性能が低下する。本文は低温環境における干渉縞の曲がり歪み問題を解決するために、長波赤外差分干渉計の光機システムに基づき干渉縞歪みの影響因子を分析し、光・機械・熱の結合解析手法を組み合わせて干渉計システムの低温作業状態をシミュレーションした。続いて、干渉縞歪みに影響を与える主要部品である回折格子部品の低温マイクロ応力動的安定支持取付構造を設計し、構造最適化後の格子面形二乗平均平方根(Root Mean Square,RMS)値は3.89×10⁻² nm、面形ピーク・トゥ・バレー(Peak to Valley,PV)値は2.21×10⁻¹ nmであり、最適化前の初期システム解析結果に比べてそれぞれ5桁減少し、システムのシミュレーションによる干渉縞歪みは1検出器画素未満であった。全システム低温検証試験により最適化構造が干渉縞歪みを効果的に抑制し、歪み量は2検出器画素未満であり、試験結果とシミュレーション計算結果は良好に整合して最適化解析手法の有効性を検証した。本最適化方案は反射型光学システム構造の低温安定性向上およびシステムの作動能力向上に大きな意義と価値をもつ。

关键词

マイクロ応力クランプ;干渉縞歪み;低温光機構造最適化;光・機械・熱結合;面形フィッティング

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