大型太阳望远镜终端仪器设计

YNAO OpenIR > 天文技术实验室

	大型太阳望远镜终端仪器设计
其他题名	Design of Terminal Instrument for Large Solar Telescope
	谭旭
学位类型	工程硕士
导师	金振宇 ; 曾远辉
	2021
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位专业	光学工程
关键词	太阳望远镜终端仪器 NVST 2mRST 光机结构设计
摘要	现代大口径太阳望远镜通常会承担多个科学目标，不同的科学目标需要配备相应的科学终端仪器。终端仪器系统是太阳望远镜的重要组成部分，对于一台配备多个终端仪器的太阳望远镜，其终端仪器系统包括各个单独的终端仪器以及仪器之间的分光设备、切换机构等。终端仪器的光学、机械设计是仪器研制过程中的重要工作内容。本文首先在对一米新真空太阳望远镜（New Vacuum Solar Telescope, NVST）终端仪器系统结构形式及相应仪器单独或组合观测所形成的观测模式的分析与讨论的基础上，提出了实现 NVST 观测模式之间切换，也即仪器切换的方案。该方案中，设计了一套笼式分光中枢，笼式分光中枢里的重要光学元件采用高重复定位精度的结构进行支撑、定位，同时拆装方便，有利于提高仪器切换的效率。然后基于 NVST 对光谱扫描观测的任务需求，设计了光谱扫描系统，该光谱扫描系统在承担光谱扫描观测任务的同时，也与笼式分光中枢配合参与仪器的切换。对设计完成的光谱扫描系统扫描性能进行了实验测试，其性能满足预期要求。文章的另一部分工作是基于两米环形望远镜（2m Ring Solar Telescope, 2mRST）光学结构和终端仪器系统光学、机械结构特点，分析了 2mRST 终端仪器系统在装调以及机械结构设计上可能面临的困难。分析了未来 2mRST 终端系统可能的分光方案和仪器布局，并对一期规划的终端仪器做了初步的光机结构设计，为2mRST终端仪器系统的后续研制工作提供了参考和基础。
其他摘要	Modern large-aperture solar telescopes usually assume multiple scientifc goals, and diﬀerent scientifc goals need to be equipped with corresponding scientifc terminal instruments. The terminal instrument system is an important part of the solar telescope. For a solar telescope equipped with multiple terminal instruments, the terminal instrument system includes each individual terminal instrument, the spectroscopic equipment and switching mechanism between the instruments. The optical and mechanical design of the terminal instrument is an important content of the instrument development process.Based on the analysis and discussion of the terminal instrument system structure and the observation mode formed by the corresponding instrument alone or in combination of NVST(New Vacuum Solar Telescope) , this article frst proposes a plan to switch between NVST observation modes. In this solution, a set of cage-type spectroscopic center is designed. The important optical elements in the cage-type spectroscopic center are supported and positioned with a structure with high repeatability positioning accuracy. At the same time, it is convenient to disassemble and assemble, which is benefcial to improve the efciency of instrument switching.Then based on NVST's mission requirements for spectral scanning observations, a spectral scanning system was designed. While undertaking the spectral scanning observation tasks, the spectral scanning system also cooperates with the cage-type spectroscopic center to participate in the switching of the instrument. The scanning performance of the designed spectral scanning system was tested experimentally, and its performance met the expected requirements.The other part of the paper is based on the optical structure of 2mRST(2m Ring Solar Telescope, 2mRST) and the optical-mechanical structure characteristics of the terminal instrument system, analyzed the difculties in the assembly and adjustment, and mechanical structure design of the 2mRST's terminal instrument system. And then, analyzed the possible optical splitting scheme and instrument layout scheme of the 2mRST’s terminal system in the future, and makes a preliminary optical and mechanical structure design for the terminal instrument planned in the frst phase, and it provides a reference and basis for the subsequent development of 2mRST's terminal instrument system.
学科领域	天文学 ; 太阳与太阳系 ; 太阳与太阳系其他学科 ; 机械工程 ; 仪器仪表技术 ; 天文仪器
学科门类	理学 ; 理学::天文学 ; 工学 ; 工学::仪器科学与技术
页数	55
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25462
专题	天文技术实验室
作者单位	中国科学院云南天文台
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	谭旭. 大型太阳望远镜终端仪器设计[D]. 北京. 中国科学院大学,2021.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
大型太阳望远镜终端仪器设计.pdf（8322KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文