Puntino用于優化望遠鏡的Shack-Hartmann波前傳感器1、用強大的設備優化望遠鏡性能一個微調好的望遠鏡是獲得深、高質量天文圖像的關鍵
Puntino
用于優化望遠鏡的Shack-Hartmann波前傳感器
1、用強大的設備優化望遠鏡性能一個微調好的望遠鏡是獲得深、高質量天文圖像的關鍵。我們專門為望遠鏡開發的Shack-Hartmann波前傳感器Puntino,基于我們在世界各地天文臺使用它的豐富經驗。根據分析,軟件及時建議采取糾正措施,極大地簡化了維護工作,使您能夠在數小時內完成通常需要更長時間的工作。根據我們為您提供全套工具的理念,我們還為準直望遠鏡和自準直儀提供基于CCD的系統。
2、通過微調獲得個數量級
整望遠鏡是一個微妙而耗時的過程,如果不經常進行調整,可能會導致受像差影響的圖像。這不僅會導致效率損失(高達1個數量級),而且還會導致圖像不規則,因此難以分析。
另外,如果使用的焦平面不正確,會導致圖像出現球面像差,從而使圖像對稱放大(因為它是對稱像差),并將其誤認為是視覺效果。
在PuntinoPro的幫助下,望遠鏡可以快速調整。下面顯示了一些示例。
兩臺望遠鏡的瞳孔(由 PuntinoPro的探測器CCD拍攝)具有散光(中心和左側)和三角昏迷(右側)。
左邊的兩幅圖像是焦內和焦外圖像,顯示了由于散光而導致的圖像伸長以及兩幅圖像之間的90度傾斜。
右圖為支撐主鏡的三個固定點調整錯誤導致的三角形圖像。
來自望遠鏡的像散(左)稍微偏離焦點的圖像。注意像散引起的圖像伸長。
由于電子團方向是水平的,延率不是由望遠鏡跟蹤誤差引起的。
右圖為M53星團的中心部分,在校正了望遠鏡的像差之后。
3.PuntinoPro
為專業天文臺設計,配備兩個攝像頭,一個用于獲取ShackHartmann圖像,另一個用于獲取直接圖像,以及校準光源的遠程控制。
在專業天文望遠鏡中,由于傳感器干擾了常規觀測,因此經常安裝拆卸傳感器是不現實的。Puntinopro是自動化的,帶有校準系統的電動遙控器。
它還配有兩個攝像頭,以及的硬件和軟件功能。
4、Puntino minisensor
專為小型天文臺設計
作為定期維護計劃的一部分,只有在進行SH測試時,才將其安裝在望遠鏡上
5.特點:概述
? 測量任何光學系統的像差(最多34項Zernike多項式)
? 估計光學質量和Strehl比
? 檢查任何像差對應的波前
? 使用程序給出的診斷來聚焦任何系統,程序給出了影響校正的大?。▎挝唬簃m)和方向
? 使用軟件給出的指示在幾分鐘內(而不是幾小時內)校準光學系統,使用軟件給出的指示(大小和方向)移動光學元件以實現對準。
? 使用Puntinopro測量的球差找出正確的焦平面,程序再次給出了移動元素或焦平面的大小和方向。制造過程中,在反饋回路中使用這些信息。
? 在數學上減去低階像差后,使用它通過波前圖顯示來識別誤差
? 通過檢查殘差圖識別空氣湍流
? 在線查看夜間像差的變化
? 利用Puntinopro給出的望遠鏡焦平面圖像在天空中不同位置的移動指示,為望遠鏡建立/完善復雜的指向模型
? 程序可以接受用戶使用特殊軟件模塊提供的溫度測量,這為溫度與任何像差系數的相關性提供了重要的依據
6、分析和優化望遠鏡性能的整套工具
使用基于CCD的軟件包Alisa對準直望遠鏡的初始設置
? 望遠鏡兩軸的標識(alt-az或ha-dec)
? 主鏡軸與電池中心對齊
? 主鏡軸與望遠鏡旋轉軸對齊
? 將M2驅動器與光軸對齊
? 主鏡和次鏡軸的初始對準
使用Puntinopro和Sensoft進行微調和調整
? 使用sensoft(彗差測量)給出的指示對準M1和M2軸
? 使用Sensoft的診斷識別正確的焦平面(零球差)
? 利用低階像差減法后的散光、三角昏迷、二次散光和鏡面映射值優化天頂附近的支撐系統
? 使用瞳孔上殘差圖優化穹頂和鏡視
? 像差隨天頂距離的變化和查表的創建
? 使用內置的星體選擇部分校準天頂距離的像差
? 利用內置選星段優化天頂距支撐系統。第二臺CCD相機在望遠鏡瞳孔檢測中的應用?用第二臺CCD相機檢查失焦瞳孔
? 使用第二個CCD檢查M2驅動器的線性度,無需安裝對準望遠鏡。第二臺CCD相機在望遠鏡瞳孔檢測中的應用
? 使用第二個CCD攝像機測量組合的外部視覺、圓頂和鏡面視覺
主動光學:通過移動二次鏡糾正彗差和離焦
通過以太網或串行電纜將sensoft計算的運動值傳遞給m2的控制系統,可以糾正昏迷和聚焦。
主動光學:主鏡像差校正使用Sensoft計算的系數對主鏡形狀進行全主動光學。
這些值可以通過以太網或串行電纜傳遞給控制系統。
高級光學分析
?根據Shack-Hartmann的數據,可以計算出望遠鏡的MTF。
仿真
Zernike波前的產生、望遠鏡設計和衍射分析(由像差、波紋、微波紋、視覺、望遠鏡指向、CCD像素大小引起的MTF)
7、傳感器:不僅是 Zernike系數
Sensoft結合了對PuntinoPro(包括CCD攝像機)的控制,以及Shack Hartmann分析。
它不僅給出了Zernike系數,而且給出了調整望遠鏡的診斷方法。
功能 | 詳情 |
設計簡單的結果解釋 | 傳感器不僅給出了以納米為單位的波前像差系數,還給出了由于焦平面上的像差圖像而產生的相應尺寸(以弧秒為單位),使結果更容易解釋。 |
詳細計算 | 每次運行時自動計算3個SH循環:分別用于實際質量(僅刪除傾斜和散焦)、實際質量(刪除用戶選擇的Zernike像差項)和潛在質量(刪除前7個Zernike 項)。因此,我們可以清楚地了解當前的望遠鏡質量、潛在的望遠鏡質量以及任何單個像差的信息。 |
誤差分析 | 計算了系數的誤差和擬合優度的概率。 |
校正散焦 | 根據副鏡的運動,傳感器可以非常精確地測量離焦。 |
對齊:使用昏迷值進行校正 | 根據望遠鏡參數,傳感器為您提供了校正昏迷所需的副鏡(偏心或傾斜)的運動,包括幅度和方向。 |
測量圓錐系數 | 儀器的高動態范圍可以給出(雙曲線)初值的二次系數。 |
從被測球差中尋找正確的焦平面 | 在Cassegrain聚焦時,傳感器可以用來找到正確的焦平面,即球差為零的平面。根據望遠鏡的參數,它給出了焦平面為獲得零球差必須移動的大小和方向。 |
雜散光、三角彗差和二次散光 |
這些像差的存在表明存在支撐誤差,利用這些系數的值和鏡片的表面圖,可以優化鏡片支撐。 |
支持印記的高分辨率地圖 | 瞳孔上22x22個點的采樣在去除低階Zernike項后給出了鏡面的高分辨率地圖。結合測得的散光、三角彗差和二次散光,可以對反射鏡支架進行優化。 |
為便于解釋而繪制的大量圖表 | 傳感器有豐富的圖表:完整版本中有37個。 |
平均以減少空氣效應引起 的噪音 | 可以對多個SH框架的系數進行平均,以減少由于空氣湍流和圓頂視景效應而產生的噪聲。 |
快速計算回路 | 全套計算只需不到2秒。 |
穹頂與鏡視優化 | Shack-Hartmann分析后瞳孔上的殘差圖可以用來研究穹頂和鏡面。也可以使用第二個CCD相機的瞳孔圖像。 |
詳細幫助 | 廣泛的幫助(超過20MB),對最基本的概念有非常詳細的解釋。 |
8、安裝Puntinopro和測試頻率
在開始觀測之前,每天晚上檢查望遠鏡的狀態。
它被設計成允許安裝在離軸位置,這樣定期觀察計劃就不會受到干擾。
它配備了一個校準源的遙控器,使參考框(用于校準儀器像差)能夠根據需要頻繁地被取出來,以補償夜間溫度和望遠鏡位置的變化。
Permanent mounting of PuntinoPro off-axis | |
平面鏡使用 | Puntinopro可以安裝在離軸位置,望遠鏡發出的光可以通過在平面鏡中翻轉 (測試完成后將其移除)來指向它。這使得每天晚上在觀測開始前進行測試。 |
部分向導 | 使用合適的光學設備,PuntinoPro o可以成為望遠鏡的導向裝置的一部分,甚至可以在夜間使用。由于導向器采用離軸方式,因此需要去除望遠鏡的離軸(場)像差。在經典卡塞格倫望遠鏡的情況下,這些是彗差和雜散光,而在麗奇-克雷蒂安望遠鏡的情況下,只有散光。這些值取決于望遠鏡參數,可以輸入到傳感器中,從而消除這些像差的影響。 |
9、SH試驗頻率
理想情況下,測試應該在整個晚上連續進行。但是如果不能實現,請盡量在晚上開始時進行測試。
校準參考幀的采集頻率 當溫度變化幾度或望遠鏡移動一個大角度距離時,應取PuntinoPro 的校準框。
10、傳感器:產品控制及預算
傳感器整合了對Puntinopro的全面控制 。
控制CCD相機和步進電機SH分析
通過在次運行程序時一些參數,可以設置整晚運行。
對ShackHartmann框架的分析只是一個鼠標點擊的問題。 你可以在不到一分鐘的時間內得到一個好的哈特曼框架,分析它并得到初次結果。
傳感器的圖形用戶界面,其中一些圖形顯示
11、Puntino Pro特點論述
硬件 |
斑點數量:約40x40(標準)。根據要求提供更高的號碼。 |
在瞳孔上進行高采樣,以便更可靠地確定球面像差2相機(一個用于SH圖像,另一個用于直接圖像)。用于獲取SH圖像的攝像機是一個CCD攝像機,用戶可以選擇(例如冷卻攝像機)。用于 直接成像的相機是一個尺寸為5.4的1280x1024像素的CMOS相機。 |
步進電機由PC機遠程控制,用于校準光源。儀器外形:前法蘭上有4 m-6孔的安裝盒。 |
|
CCD和電機控制集成到軟件中。 |
多達34個澤尼克術語的系數(塞德爾、標準、條紋和環形)用戶選擇。 波前(p-v,rms),Strehl比。 |
用于糾正測量離焦、昏迷和球差的軟件指示。高級圖像分析。 |
用第二個CCD記錄的焦內和焦外圖像。存在噪聲時Zernike的測量精度(視情況而定):~0.1“。 |
從SH分析中獲得的系數的平均值,以減少空氣影響引起的噪聲影響。夜間像差變化圖。 |
天頂距離像差校準程序中的星表。 |
Puntinopro的可選功能 |
計算MTF的PSF和EEShack-Hartmann數據。 |
對主動光學的在線控制。 |
總可以看到使用第二個相機的測量(外部,穹頂和鏡像)。 |
標定的線性二次鏡的聚焦驅動。 |
模擬:一代的Zernike波陣面時,望遠鏡設計和衍射分析(MTF由于畸變,漣漪,微觀波紋,看到,望遠鏡指向,CCD |
像素大小)。 (50赫茲)tip-tilt修正。 |
12、MIMMsoft:for seeing measurement
MIMMOSOFT是一個測量天文觀測的軟件包。
其亮點是: 可使用單孔徑(如在大型望遠鏡的焦點處,以便風切變不成問題)或使用雙圖像運動監視器(dimm)測量可視力。
* 可與Puntino的取景器相機一起使用,后者是Spotoptics S.R.L.制造的用于測試望遠鏡的Shack Hartmann波前傳感器。
因此,結合哈特曼分析得到的關于像差的詳細信息,可以得到一幅完整的望遠鏡性能圖,包括穹頂和鏡視效果。
* 實時測量和顯示FWHM(視覺)的測量值,(圖像運動的二維方差)或r0(fried參數),數據可以在以后保存、檢索和繪制。 最多可使用1000幀計算R0值。
* 可使用0.01ms的最小曝光時間(當然是明亮的恒星),這將導致計算閃爍指數的1兆赫的非常大的帶通。 自動優化曝光時間,實現精確的中心化。
* MIMMOSOFT是一個單獨的Stad軟件包,也是Sensoft中的可選軟件包。
13、Alisa:微校準軟件
根據我們為您提供完整解決方案的理念,我們還提供Alisa軟件和照相機,用于準直望遠鏡和自準直儀。
這可用于望遠鏡的初始對準和設置,并有助于通過數碼相機代替目鏡來減少對準的單調:通過軟件獲取和分析目標的圖像。
14、技術規格
可以測試的元素類型 | Astronomical telescopes (at Cassegrain, prime and Newtonian focus). Telescopes in the laboratory. Lenses. |
涵蓋的焦點比率 | f/1.8 to f/300 standard. Faster focal ratios can be tested with special setup. |
透鏡焦距(1) | 41mm |
標準抽樣 | About 40x40 |
采樣數 | Up to 65x65 spots (camera dependent). |
分析軟件 | Sensoft. |
Precision of Zernike polynomials coefficients (laboratory) | λ/300. |
Precision of Zernike polynomials coefficients (telescope) | 0.01” |
Precision with which the wavefront is computed | λ/150 rms |
Wavelength range | With standard camera from 0.375 up to 1.1m. |
Reference source | LED. Remotely controlled. |
Distance from flange to instrument focus | 54.8mm. |
Height of optical axis from base | 51.5mm. |
Camera for SH | 16-bit cooled CCD. |
Camera for Finder | 10-bit uncooled CMOS, 1280x1024pixels, 5.4m pixel size or 14 or 16-bit cooled CCD. |
Dimensions (Focal ratio dependent) | 9 (Height) x 22 (Length) x 9 (Width) cm. |
Power requirement (stepper motor) | 12V, 1000mA |
Notes and explanations:
1.Lenslets with different diameters and focal lengths available on request.
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