随着天文探测水平的提高,偏振像差对天文望远镜成像质量的影响逐渐凸显。基于偏振光线追迹,分析了一种用于探测宇宙弱引力透镜效应的无遮拦离轴天文望远镜的偏振像差,得到了该望远镜的琼斯瞳、振幅响应矩阵以及望远镜中各个反射镜的二向衰减和相位延迟分布特性。计算发现偏振像差会影响该望远镜的成像对比度,同时还会改变其点扩展函数的空间分布。计算了偏振像差对望远镜光学椭率的影响,结果表明偏振像差会导致该望远镜光学椭率在全视场范围内发生不同程度的变化,最大改变量为7.5×10 -3,平均改变量为2.7×10 -3。在视场[-0.0487°,0.155°]附近,偏振像差使得该望远镜光学椭率最大插值误差由1.2×10 -4增大为1.1×10 -3。本文研究结果表明,对于探测弱引力透镜效应等要求超高成像质量的天文望远镜,偏振像差不可忽略,需要进行优化设计。

气流扰动将引起干涉检测光路中空气折射率动态变化, 从而引入未知波前测量误差, 它对于大口径、长焦距光学系统波前检测精度的影响尤为严重。为抑制该影响, 本文提出一种基于计算流体动力学的主动温度场控制方法。首先, 分析了气流扰动引入波前检测误差的原因, 并基于流体力学理论阐明了通过主动送风手段提高室内温度场均匀性、抑制气流扰动影响的可行性。其次, 结合口径为500 mm、焦距为6 000 mm的离轴三反望远镜检测光路构成以及所处环境条件, 通过Fluent软件仿真建模提出一种利用风扇阵列主动送风的室内温度场控制方法。最后, 对温度场控制前后实际光学检测数据进行对比, 结果表明, 控制前后7组像差系数测量值(一段时间内多次测量平均值)之间的标准差由0.034λ减小到0.005λ(λ=632.8 nm)。本方法可有效抑制气流扰动对于光学检测精度的影响, 对于提高非真空条件下大口径光学系统的波前检测精度具有一定的参考与借鉴意义。