2.16米天文望远镜光学系统的调整

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　　1　概　况

　　中国目前最大的光学天文望远镜其通光口径为2.16米,安装在北京天文台兴隆观测站。经过多年的应用及国际联合观测,取得了一批有影响的天文成果。这是一台光学系统具有中国特色的望远镜[2]。

　　根据光学设计的要求(图1),主镜对于主光路光轴的预斜允差为10″,副镜倾斜允差为30″,主副镜光轴应重合,若不重合则平移量允差为0.3mm。折轴系统相应值分别为3′及3mm。从机械与光路关系看,希望主光路光轴与纬轴垂直并相交,而折轴光路光轴经第一平面反射后应与纬轴重合,经第二平面反射及再经扁球面反射后均应与极轴重合,以保证在跟踪过程中,星像总落在光谱仪狭缝中央。

图1　光学系统示意图

　　本文所述光学系统调整方案,是经过了从在天文仪器研制中心初调,到在北京天文台兴隆观测站圆顶内的几次安装调整实践了步骤。天文望远镜的一般调整方法见参考文献[3]。

　　2　卡焦光路的调整:

　　2.1　主、副镜均装入镜室,建立主光轴并调主镜倾斜

　　2.1.1　标出纬轴

　　(1)在中间块与纬轴相交的两侧,各装可调平移的十字丝A及B,见图2。

　　(2)在平衡重端装测微准直望远镜(以下简记为MAT)。

　　(3)将MAT2调焦到A,沿纬轴旋转望远镜筒,看A相对于MAT2视场中心十字分划交点是否移动?有移动表示A不在纬轴上,根据移动情况平移A,直到旋转时两十字交点一直重合,只有旋转而无平移,表示A已调到纬轴上。同理,倾斜MAT2,调焦到十字丝B,调B也在纬轴上。

　　(4)旋转MAT2使视场中心十字分划线分别成水平及垂直状态,并调成其光轴与纬轴重合。即分别调焦到A、B时,十字丝交点均重合。固定好A、B及MAT2做为基准,不要碰动,这是第一条基准线。调折轴光路时还要用。

　　(5)将镜筒指向天顶。

　　2.1.2　建立主光轴

　　(1)因为主镜只调倾斜,不调平移,所以加工时应使光轴通过镜面中心顶点。加工主镜外圆、中孔的同心度、表面与背面等厚性及柱面与背面垂直度时,均由立式车床的精度保证。在磨镜机上精磨、抛修时也是以外圆及端面调整定位的,所以主镜顶点在中孔柱面轴线上。

　　(2)在主镜中孔内尽可能靠近表面放入内孔目标可调三脚支架(见图3)。该支架中心可装入百分表,旋转、调节三脚的长度,使百分表绕中心S旋转360°时跳动量最小(如0.03mm),此时十字丝交点S被认为位于主镜中孔中心。

　　由于条件所限,此步调整人较吃力,今后应设计一专用十字丝,装入后自动定位,减少劳动量,节省时间。