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太赫兹天线高精度面型测量

任务需求
位于射电和光学红外波段之间的太赫兹波段是天文观测的重要手段,尤其适合研究暗能量、大尺度结构、第一代恒星形成、星系形成和演化、恒星和行星系统的形成和早期演化、地外行星系统大气的物理化学特性及宇宙生命起源等现代天文学中最重要的前沿科学问题。目前国际上已建成和在建的地面太赫兹观测设备包括Atacama Large Millimeter/submillimeter Array(ALMA)和Submillimeter Array(SMA)等。另外,正在规划中的太赫兹望远镜还包括Cornell Caltech Atacama Telescope(CCAT)和中国南极5米太赫兹望远镜(DATE5)等。随着观测频率和望远镜性能的不断提高,太赫兹望远镜对反射面精度的要求也越来越高。根据Ruze公式,为了保证望远镜天线系统的增益,反射面面形的RMS误差应小于观测波长的1/20。以观测频率为1THz为例,这就要求反射面面形RMS误差小于15mm。而为了实现这类反射面面形的精确检测,要求测量系统的测量误差应在微米量级。受到检测设备工作温度条件的限制,目前低温环境下的高精度面形检测手段还十分缺乏。

传统测量方式
全站仪、激光跟踪仪等接触式测量手段的不仅测量精度无法满足要求,且测量效率无法满足要求。

解决手段
将数字摄影测量技术应用于低温环境下高精度太赫兹反射面板的面形检测,采用高分辨率工业相机,结合低温电机驱动的自动测试台,实现测量设备在低温环境实验舱中的自动化拍摄

达到效果
-40℃低温环境下的重复测量精度达到2.1um rms。

优势
安全、高效、全自主研发