DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-06-80-91

Проектирование широкоапертурного фокального шторного затвора

Jiang R., Liang W., Fan Y., Zhang F., Zhang Y.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Jiang Renkui, Liang Wei, Fan Yongkun , Zhang Fu, Zhang Yongchao. Design of large aperture focal plane curtain shutter (Проектирование широкоапертурного фокального шторного затвора) [на англ. языке] // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 6. С. 80–91. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-06-80-91

Jiang Renkui, Liang Wei, Fan Yongkun, Zhang Fu, Zhang Yongchao. Design of large aperture focal plane curtain shutter (Проектирование широкоапертурного фокального шторного затвора) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 6. P. 80–91. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-06-80-91

Ссылка на англоязычную версию:

Renkui Jiang, Wei Liang, Yongkun Fan, Fu Zhang, and Yongchao Zhang, "Design of a large aperture focal plane curtain shutter," Journal of Optical Technology. 90(6), 336-343 (2023)

Аннотация:

Предмет исследования. Особенности проектирования шторных широкоапертурных фокальных затворов с рабочим диаметром диафрагмы до 506 мм. Цель работы. Разработка принципов построения и проектирование широкоапертурного фокального затвора, соответствующего условиям функционирования в составе широкоугольного обзорного телескопа, а именно: малые габариты, высокое быстродействие и точность экспозиции. Метод. Применение в конструкции затвора шариковинтовой передачи для приведения в движение и раскрытия (или закрытия) рабочей шторки гарантировало практическое равенство скоростей движения шторки при открытии (или закрытии) и вращения привода с учётом системы передачи движения. Установка специальной пружины кручения обеспечило силовое замыкание механизма и компенсацию небольшой разницы между скоростью привода и скоростью раскрытия/закрытия шторки. Использование критериев долговечности, устойчивости к пузырению и загрязнениям позволило из шести рассмотренных материалов выбрать ткань из поливинилхлорида в качестве материала шторки. Основные результаты. Равномерность движения шторки, а также точность и равномерность экспозиции у предложенного фокального затвора широкоугольного обзорного телескопа превосходят аналогичные параметры традиционного затвора, использующего для перемещения ролики. При этом выполнение шторки как единого элемента позволило при движении на высокой скорости избежать риска разрыва шторки, достаточно высокого при её выполнении в виде отдельных секций. Экспериментально доказанная погрешность экспозиции при использовании предлагаемого затвора для широкопольного обзорного телескопа составила 0,48% при неравномерности экспозиции 0,28%. Практическая значимость. Предложенная конструкция фокального затвора вполне отвечает техническим требованиям широкопольного обзорного телескопа, а также может использоваться в наземных телескопах других типов.

Ключевые слова:

астрономический телескоп, широкопольный обзорный телескоп, шторный затвор, равномерность экспозиции

Коды OCIS: 110.0110, 220.0220

Список источников:

1. Kohley R., Martin-Fleitas J., Cavaller-Marques L. et al. CCD camera and data acquisition system of the scientific instrument ELMER for the GTC 10-m telescope // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2004. V. 5492. P. 476–483. http://doi.org/10.1117/12.550415
2. Pedichini F., Giallongo E., Ragazzoni F.R. et al. LBC: the prime focus optical imagers at the LBT telescope // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2003. V. 4841. P. 815–826. http://doi.org/10.1117/12.461011
3. Speziali R., Paola A.D., Giallongo E. et al. The LARGE BINOCULAR CAMERA: description and performances of the first binocular imager // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2008. V. 70144T. P. 1–12. http://doi.org/10.1117/12.790132
4. Kuijken K., Bender R., Cappellaro E. et al. Omegacam: Wide-field imaging with fine spatial resolution // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2004. V. 5492. P. 484–493. http://doi.org/10.1117/12.550892
5. Mcleod B.A., Geary J., Conroy M. et al. Megacam: A Wide-Field CCD Imager for the MMT and Magellan // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 2015. V. 127. № 950. P. 366–382. http://doi.org/10.1086/680687
6. Vattiat B., Hill G.J., Lee H. et al. Design, testing, and performance of the Hobby Eberly Telescope prime focus instrument package // Proceedings of SPIE.
The International Society for Optical Engineering. 2012. V. 844672. P. 1–15. http://doi.org/10.1117/12.926413
7. Nordby M., Bowden G., Foss M. et al. Mechanical design of the LSST camera // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering.
2008. V. 7018. P. 1024. http://doi.org/10.1117/12.790040

8. Yu C.F. Research and analysis of optical characteristic on new type aerial lens shutter. Beijing: University of Chinese Academy of Sciences, 2013. P. 22.
9. Zhang L., Ding Y.L., Jiang G.D. Mathematical modeling and calculation on exposure time of curtain-type shutter // Optics and Precision Engineering. 2009.
V. 17. №. 9. P. 2098–2105.
10. Qu G.Z., Liu H.Y. Long life curtain-type shutter for aerial CCD cameras // Electronics Optics & Contral. 2011. V. 18. № 11. P. 77–79.
11. Li W., Li Z.H., Yan C.X. et al. Design and study on the shutter in a film-space camera // Optics and Precision Engineering. 2013. V. 21. №. 2. P. 380–387.