10月12日消息,據外媒報道,一架直徑1.57米的鏡頭已經到達SLAC國家加速器實驗室,它被認為是有史以來制造的最大的高性能光學鏡頭,它最終將用于大型天氣測量望遠鏡(LSST)使用的數碼相機。


完整的相機鏡頭組件,包括大型L1鏡頭以及直徑1.2米的小型配鏡鏡頭L2,由勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)設計,由Ball Aerospace和分包商Arizona Optical Systems建造了五年。第三個鏡頭L3,直徑72厘米,也將在一個月內交付給SLAC。


SLAC負責管理LSST價值1.68億美元,3200萬像素數碼相機的整體設計,制造和最終組裝,據說現在工作已完成90%,并將于2021年初完成全部工作。“這種獨特的光學組件的成功制造證明了LLNL在大型光學領域的世界領先專業知識,且具有在世界上最大和最強大的激光系統建設的數十年經驗。”Scot Olivier說道。十多年來,他參與了勞倫斯利弗莫爾的LSST項目。


根據LSST公司的說法,LSST中的數碼相機是有史以來最大的數碼相機。最終結構尺寸為1.65 x 3米,重量為2,800千克。它是一種大孔徑,寬視場光學成像儀,能夠觀察從近紫外到近紅外的光。組裝后,L1和L2鏡頭將位于相機機身前部的光學結構中; L3將形成攝像機低溫恒溫器的入口窗口,包含其焦平面和相關電子設備。


全球最大光學鏡頭已交付美國能源部的SLAC國家加速實驗室


精確的聚焦要求


CCD數碼相機將記錄望遠鏡主光學系統所看到的圖像,這是一種新穎的三鏡面設計,結合了8.4米初級,3.4米次級和5米三級鏡。LSST的第一次亮相預計在2020年開始,全面運營將于2022年開始。


根據項目團隊的說法,他們正在設計一臺能夠滿足LSST雄心勃勃的成像目標的數碼相機,使LLNL能夠應對一系列挑戰。最終的探測器格式采用了鑲嵌在21個“flat”上的189個16百萬像素硅探測器的馬賽克,以提供總共3.2千兆像素的分辨率。


相機將每20秒鐘曝光15秒,望遠鏡將在五秒鐘內重新定位并穩定下來,因此需要極短而堅硬的結構。這反過來意味著非常小的f值,以及相機的非常精確的聚焦。


LSST表明,15秒曝光是一種折衷方案,可以識別微弱和移動的光源。較長時間曝光會減小相機讀數和望遠鏡重新定位的浪費,從而允許更深的成像,但快速移動和近地物體在曝光期間會發生顯著移動。天空中的每個點都要連續兩次15秒曝光成像,以抑制CCD上的宇宙射線干擾。


LLNL的Justin Wolfe評論道:“無論何時進行創新性活動,都必然會遇到挑戰,LSST L1鏡頭的生產也不例外。我們正在使用的是一塊直徑超過五英尺,厚度只有四英寸的玻璃。任何誤操作,震動或意外都會導致鏡頭損壞。鏡頭是一種工藝,我們都為能成功加工它感到自豪。”


關于SLAC國家加速器實驗室


SLAC國家加速器實驗室(SLAC National Accelerator Laboratory),簡稱SLAC,位于美國加州舊金山灣區的門洛帕克,是美國能源部下屬的國家實驗室,由斯坦福大學負責運行管理。SLAC成立于1962年,原名“斯坦福直線加速器中心(Stanford Linear Accelerator Center)”,2008年10月正式更名為“SLAC國家加速器實驗室”。

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