建造大型光学望远镜的主要问题分析
许多十分重要的观察任务的完成，没有望远镜孔径的显著增大是不可能的，望 远镜的孔径通常由主反射镜的直径确定。 在这种情况下，既决定造价，又决定望远 镜建造可能性本身的一个最重要的问题变 成主反射镜质量的减轻。问题是，整个望 远镜的质量直接与主反射镜的质量有关， 由于反射镜镜框应保持反射面的稳定性， 而望远镜的其余结构部分应保证它在空间 精确移动。电子称| 热像仪| 频闪仪| 测高仪| 测距仪| 金属探测器| 试验机| 扭力计| 流速仪| 粗糙度仪| 流量计| 平衡仪|
为r减轻反射镜的质量． 可以 减少它的厚度，其结果，刚性反射镜变成 柔性反射镜，柔性反射镜需要对它的表面 形状作结构校正。然而，这条途径使从一 个问题变成另一个必须解决的并不是不那 么复杂的问题，这个并不是不那么复杂的 问题涉及到“精确的”连接，但反射镜相 当笨重，并且还要使它去载。例如．在文 献【1】中，当反射镜直径D=Sm．厚度与直径之 比t／D=1：50时，在玻璃(硼硅酸耐热玻璃 316)密／~r=2．48g／cm3的情况下，反射镜的 质量约等于19000千克。处理这个反射镜 的问题(运输，连接，去载等等)是显而易见 的。就是在反射镜的厚度与直径之比更合 适【2】的情况下，类似的问题也会出现。我 们顺便指出，薄反射镜这个概念本身是极 相对的。我们还指出这是一个相当简单， 但十分直观的模型。 主反射镜的反射面与标准形状的偏差使 渡前变形。假定平行于光轴的光线与入射点 表面的法线形成角f。主反射镜的反射面在 入射光线方向的入射点的位移基 导致波 前偏移，偏移量W=2AZcos2x 假定 是反 射镜弧矢面上光线入射点的表面曲率半径。 这时，si =一 ^． —． 光轴到表面上光线入射点的距离。于是， 一2 Z(1一 ，， 2)。当T=D／2； _，r 时，我们得到 2叫l_ d 一 】( ) 式中， — —主反射镜的相对孔径。甚至当 ：1：2， ／4I=1．969AZ时．完全可以取 ≈ 2dzo 已经知道反射镜变形的两个主要原 因， ‘是在周围介质温度改变的影响下， 在反射镜材料中产生的因温度梯度引起的 变形，二是反射镜自重变形。为了减少温 差的影响，对于任何结构(整块的， 助形 的等等)的反射镜，在导热系数值大(例如 碳化硅)的情况下，应优先选用线膨胀系 数最小的材料(例如熔融石英，硅微晶玻 璃等等lo 在最简单的场合， 主反射镜是等厚的 弯月面。
由于弯月面所形成的弧矢高的相 对值足够小，为了评价反射镜的自重弯 曲，我们用平面平行圆板代替弯月面。由 弹性模量为E，泊松系数 密度为 材料籼成的、半径为 厚度为r的圆板． 其自由支承弯曲【3】： = r ](2) 这个式子可以方便地改写成 ： G (】一户：× 一 ) (3) 叮‘ 1+ 式中， 反射镜直径；卢=r／ro=2r／D； q=t／D；G：土． 256 E 时， 磊：G 。 g‘ 1+ 这时，渡前具有以下形状： w(p)：2( 一 )：2G P ( +1-p z) (4) q -十Ⅱ 波前的球度可以用图像的过调焦补 偿。这时。渡前的残余(未被补偿的)变形等 于 nw(p)=2G兰 0一 )户 (5) go 由条件 ：0求出当 =土 cto 2 时，波前变形取极值。这时【△ (p)】 ： IG D2 一。假设 )】 ≤ 航后， 广州市骏凯电子科技有限公司求得 2 g0‘ q。 D√G(2M)-这时 f≥D 、／ (6) 当k
这个问题运用反射镜去裁系统加以解决。5trA望远镜主l反射镜的去载用两个功能上互 不相关，但结构上吻合的端部去载系统和径 向去载系统实现， 这两个去载系统包括砷 个独特的杠杆式吏座，这些支座被配置成4 个圆 B．H．fla~aoa研制出来的杠杆去载机构 的弹性铰链能太大减 摩擦损耗并提高去载 灵敏度。在采用去载系统的情况下，BTA望 远镜主反射镜工作区的弹性形变的计算幅度 不超过O．0 m。 反射镜空间位置的变化导致反射镜白 重弯曲的犬小 口特性的自然变化，而这同 样也引起像调焦的变化。如果图像过调焦 困难或者不可能，那么在确定反射面的稳 定条件时应考虑由式(4)确定的被前变形。 这时，反射面的稳定条件取以下形式： q≥2go ， (12) 式中． ：1+ ! ；而qo的大小取决 2(1+ ) 于式(6)或式(9)。容易证明，．对于“硼硅酸 高温耐热玻璃316”反射镜，q≥O．51D『坩，。 当D 0．2m时．口≥0．1。 由公式(3) (4)和(5)应当看出．对于同 一种材料的l反射镜，它们有一样韵弯曲。 对于这些反射镜．等式： 盟： 是正确 的， 由此得： 。 i(13) 假定Dj-6．05m，ti=0．65m，而D．=2m． 这时f．≈O．071m。这样一来，就自重弯曲 的大小和特性而言．[3TA反射镜等效于总 厚度只有7．1cm的2米反射镜。设D．=1m 后，我们得到‘≈O．018m。 由于并不是所有的反射镜都有相等的 厚度．也不是所有的反射镜都是圆形。为 _『止确估计它们的刚度，．通过等效于圆板 的反射丽的有用面积S：型和材料的体 4 积 sf方便地表示参量D和f。这时 兰：生 ---一--- (14) 。 口 2 代入式(¨)后．得 D (15) 一 ● ● ‘ 如果． ．>7，这时认为反射镜是薄 ． 。。 ：⋯ 反射镜 卣式(|5)应当看出，这种估计只有 当D=lm 时才正确，同时反射镜的直径越 大，式05)燮得越不那么正确。条件(15)之 所以禾允许作为惜计条件，还因为这时不 考德解决与鞋便反射镜的建造有关的结构 一工艺问题的影响。因此． 为了正确估计 反射镜的刚度， 可以用折衷的条件 南 号√ f 代替条件(15)，这个折衷 条件可以方便地表示成： s 6 (16) 当条 16)g成立时．可以认为反射镜 是薄反射镜 这时可以认为条件c15)是整块 反射镜有足够刚窿的条件。
一 圃板状第f。块反魁．镜的质量 ． = } D tj，·而同种寺寸料的警 反射 镜的质量 ， ： 1 西‘ ， 善邀时圆板质量 4 ． 之比旦：旦丝。认为豳板在自重弯曲方 m J Djl 面是等效的，我们把式(13)代入所得比例 中，结果得到 ：盟，即当D ：ⅣD 时。 mi D{ m j =Ⅳ 4。 m ， 由此应当看出，用综合孔径代替整片 孔径是减轻主反射镜质量的一条极其有效 的途径，综合孔径由一块块例如是蜂窝状 结构的轻便反射镜拼装起来．其中每一块 反射镜都可以认为是刚性反射镜。当孔径 完全充满时，各却份点像的结构将与整块 反射镜时一样，这时，广州市骏凯电子科技有限公司每一反射组件韵外轮廓自然与圆有差别。然而 将组件反射 面的整个形状投影到垂直于其光轴的平面 上， 更合乎工艺性。于是。当综合孔径被 相干辐射充满时，轴上点像的照度分布用 下式确定[7】： 络 这时 ：％； · 确定；这时 ：旦 ， ， 这里a- = F f (19) +{1圭j-i c。s c0s 侧yI (20) 【8】。由N 个模块组成的系统，其入瞳的聚 光面等效于传统望远镜主反射镜表面，主 反射镜的直径由显而易见的公式计算： 、V／ 1一_ 主( ⋯． ‘ (2I) 式中，D．— 牟 个摸块的入瞳直径； — 线性遮挡系数。 所有模块的入瞳直径都相等，即当 Dl= =D~=DO时，我们得到 _D。√ 口 于是．例如当N-6， =O_3，而D J．8m 时，等效反射镜的直径 4 5m。当从每 一模块发出的渡前发牛相位御接时，望远 镜的这一系统所形成的轴上物点像的结构 由公式(17)计算。 实现构成综合孔径望远镜光学系统的 模块式结构的两套设计方案原理上是可行 的。解决这项任务的第一套方案是一个物 镜系统，各物镜的光轴彼此平行，而所有 物镜的后焦点都被由2N个平面反射镜组成 的系统归结到一点，这一点完全确定望远 镜整个系统的后焦点F ，如图l所示。在 这种情况下．第』个物镜的焦面由望远镜 的焦面，即由通过点F 、垂直于光轴的平 面形成。
角 应满足形成数值孔径的自然 条件： sina ： (23) “ f 这里从每一个物镜所成像的比例相等出 发，必须保持 一_厂N一_，这个条件。 在各个物镜的入瞳大小相等、形状完整的 情况下，由图I中示出的各个量的几何关 系，我们得到： =— ：D_ + 2sin Ⅳ 这时t si ： — 堡一 (24) 一 2sin Ⅳ当N=2时，角口 取最小值。这时， sin。：e=导=s|n 。当各个物镜的光轴都 配置在正六边形顶点之后， 有 sind t= =2 物镜的六边形配置有良好的孔径填充 系数．并能使所有6个模块在光学上做成 一样的．以便将像组合到总焦点上。况且， 物镜这样配置，放置检校装置的地方仍旧 在中心【9]。第，个物镜焦面的倾斜产生望 远镜焦面上像的纵散焦，散焦量在视场角 小的情况下近似等于 = ‘’ E= tg’wtg~：／：z 州￡(25) 这时．以波动量度，散焦等于 ； 4(1一cos )=2 sin2—0 -1’ Aj r tf。(2 6) 当 ≤ =2a／(D o们 第J个物镜焦面上轴上物点像的第一 级衍射斑的最小半径，： ，一。假定r D口 等于光电接收装置的卟HHKCed]，而fHKCea 的尺寸等于1 m，当I=0．5 m 时，我们 得 ，，≈1／15。在安装于Maunt-Hopkins 最高峰的多反射镜望远镜中，物镜的光焦 度 ∥ l／31．6110 假设D l，3O，于是当 ^=O．5 m 时，允许的纵散焦量 ． 2×0．55 × 1 0 30) ．99gm。 在这种情况下， 当O"jZ=2a 时， 像 空间的线视场为 2 ：2 2o =60A：=59．4mnl " J 像倾斜导致像在望远镜焦面上横移。 当物空间的角视场值小， 出瞳距离长时。 横移量可以用下式计算： ’ fJ’]~OSGtj￡一 ，，。crJ (27) 如果 ，。z=2仃 ’，那么81 21． 当2 ， Do／f=1／30． 59．4／2(mm) 时．我们得到 。0．0165mm。 第j个物镜的焦面倾斜不仅造成像的 纵散焦和横侈．而且破坏了波前的相位御 接，在这种情况下． 由第f个物镜形成的 渡前的相位移等于纵散焦4． 。由此可见， 当4 时，波前的相位御接可能发生， 即纵散焦4I的大小直接影响望远镜焦面上 光扰动的相加特性，其实决定着它的有效 视场。要燎的是指出这样一个明显的事实， 在望远镜焦面上通过点F 垂直于观察面(图 面)的直线上，也就是在与第，个物镜焦面的 倾斜轴相重合的直线上，既没有像的散焦， 也没有它的横移，更没有形成这个像的渡 前的相位移。
因此，望远镜焦面每一点 像的结构都由每一个物镜所形成的光扰动 的相加结果确定．并不仅取决于物镜综合 孔径的配置，而且取决于被观察像点与望 远镜焦点 饷距离。 象借助于放在像面附近的透镜(斯密特 透镜【1l】)校正像臼勺弯曲一样， 可以利用光 楔试一试像倾斜的补偿。现在我们来看看 图2(a、6)，在图中示出光楔 的主截面与 它的棱面之间的夹角∞。直线0一D．决定 着第J个物镜光轴的位置．而^r贝 是物镜所 形成的像。
参量 确定着光楔前棱面到沿 着Di一01轴线的像^咱自距离，而 是光楔沿光轴的厚度，在光楔面上折射后，光轴 对原来的方向倾斜一角度y， 井取q 一0． 位置。 由于望远镜的角视场值足够小，作初 步近似计算时，我们将认为主光线的光程 是远心光程。为了导出具有重要意义的关 系．方便地利用子午和弧矢Abbe-IOHI"不 变式， 当 ∞ 时，这两个不变式为： 旦量 一~C05 1 0 ； 缉一旦；0 【28) _ ： 我们对光楔配置的两种方案进行关系 的推导。在如图2 a所示的第一种场合下， 光楔的入射棱面被配置成垂直于光轴 D 一D，，在这种情况下，^= ’=0 ， ， ． ／ I ^’ q ‘ 图2 a i2=CO，而 I ： = 0。时光楔的两 个棱面接着运用Abbe—IOHI"不变式并作r 必要的变换后，我们得到以下几个公式， 这些公式计算梭光楔K带到像上的 像散量As‘ = 一 ； ；像? 对垂直于 光轴D 一0 平面的纵散焦 ；角 和 像比例的相对变化(光楔主截面上的畸 变) = ： 以及光轴的断裂角 ； l J r 堋 = ( 一 )( 一1) +兰¨_ ，，r (2 9) ： 一 (1+ ) ’ (3 0) ： 一 (】+ m )m (31) = 一 (32) = (n-1)0+盟 (33) 图2 b 在如图2b所示的第二种场合下，光楔 的出射棱面垂直于光轴0 — }，这 时f2= =O，而i；=～ 。由躅应当看出： s ，·= 。+ ，一 So-l’，’ 1+ (34) 同样运用Abbe-IOHr不堡式，得到以 下各式： =一 ( 一 · ) (35) 一 (1+ 丝 ： ’ (36) = 一 (1+ 毒 (37) = · (38) = (H—1)(1+ 国 (39) 在两种情况下取到⋯次小量精度已够。 一l (40) 对(4O)式取擞分后，得：dn=础= y =等(4i) 式中，． —一圯楔材料的色散系数。角 与 材料色散的关系决定像的位移色差 。 国 ’=s’2 d ／cos (42) 当ij=O时，得： = ( 一 + ’，)co (43) flu 而当 时， 国 =旦 【 。一 一(n 一1) - ]co (44) r¨ l 此外，在会聚光束中．光楔给像带来彗 差，这时，横彗差的太小由下式确定[12】： = 一 。 由式(32)和(38)的关系应当看出，可 以用调校光楔棱面的倾斜消除像的畸 变。由式(29) (35) (45) (43)和(44)看 出， 令 一以 =O， 即把光楔放在像面 附近呵以使像散， 彗差以及像位移色差 太太减小。然而．这只有在物镜光学系 统中预设结构上一个中间像的情况下才 可能。把光楔配置在中间像面附近之后， 物镜后面部份的配置应考虑光轴被光楔 折断使望远镜整个系统的装配和校正过 程变得明显复杂。 式(3O) (31)、(36)和(37)以取到一阶小 量的精度有以下形式： = 一 = 一 n2 -1 由像倾斜的补偿条件 ：Σ+ ：0，求出 国 n ￡ — l 一 (46) (47) 即由等式 (48) 当 ￡=2 = ／f =1／30时 一 ’ 。 当n=1．5时， ≈2 18 ，而当H=0 时，∞≈l l6 。 将式(48)代入式(46)，得： = -I’』 Σ=f~oo"sΣ (49) 即借助于光楔补偿像倾斜不会造成波 前相位移的补偿，这种相位移正如已经指 出的那样．直接影响物镜系统所形成的像 的结构。然而。解决像倾斜补偿任务的另 一条途径在原理上是可能的。这条途径的 实质在于： 众所周知【12 l3、l4】，倾斜(偏心)。
无论是表面的。还是光学系统的一部分和 整个光学系统的，都将导致像倾斜。实际 上，假定物AB垂直于光学系统 ．的光轴， 如图3口所示。 图3 a 光学系统 形成物AB的像A B 以 及垂直的光轴。假定光学系统‰ 绕节点偏 转一角度∞，这时，对系统 b是物的像A B 与‰ 的光轴一同形成一个角。这个角等于 系统 的主面与系统 光轴之间的夹 角。根据几何光学定理，物线A 口和光学 系统 b所形成的像A B 应与系统 相 应的主面相交于离其光轴相等的距离上，广州市骏凯电子科技有限公司 也就是正如从简单的几何关系看出的一 样，光学系统 倾斜一角度∞造成像A B 对系统 光轴的法线倾斜一角度度 ：(1一 这里， —-系统 的线 放大率。当系统 ．的光轴倾斜⋯角度 时， 像对系统 光轴法线的倾角等于 = 一 ， 而对系统 光轴法线的倾角 = (1一 )∞，这时，在系统‰ 的像空间， 像的倾角 ：(1一 ) 回 如果物位于无 穷远处( O)，那么， 光学系统 倾斜一角 度 ．导致像面(焦面)对系统 光轴o，一o． 的法线在它的最初位置倾斜同一角度啦， 即 ：= ，。这时．在半径为 的圆上焦 点 移到点霜，如图3b所示，系统鹤在 图面上的焦面轨迹绕到位置 ，而轴上点 的像从点 沿光轴D，一0，移到点 !。 0 、、 。— — n 团3 b 对于轴上物点．该点的方向线与光袖 。J—q 形成角 视场角)，根据图3b，有 q= [tz(coJ—w )一lg 】 Sln vP． 一厂 J—co—s(％——-w— j L)c～os％ (50) 考虑到角 和 是小量，取到小量的 二次方，精度已足昭。于是，有 一 (1+ 一 +{ ) (51) 肖(-Oj=0时； ，’， 一 (1+ )wf (52) 由此应当得到 ) 假定对于系统 ，量4f ，而对于系 统仍，m =-69，这时wJ=W’r=w。于 是， ： 一 ：=2洲。
为了评价波 前相位移这个量的大小，我们计算从光学 系统节点到与光轴成 角的物上这一点的 像这段光路￡的变化。由图3 应有： ， ；I hi 一) 】(5 ) 当q==o时·L (1+’寻w：】。这时， 波前的相位移 ： 一 去 ( — (55) 假定对于系统 ．量 = 。而对于系统 ． 其光轴平行于系统 的光轴．并对望远 镜的光轴对称， 量 一 这时， = — =2／ ， 这 里 ／= =厂 。由像倾斜的补偿条件．即由 等式 。 ’ =O，求出 — 一∞。令 =2 = ，，=l，30，得 ；：一士， 。 当D~=1．gm，1’=54m H{， ~=-3c：,OOw(mm)。 甚至当 =一l 时， ．≈1．0mm。由式(50) 和(54)的分析应当看出，既消除像的畸变， 又消除波前相位配合失调的任务原则上已解 决．相位配合的实质极其简单，在于使缘面 配置在曲率半径等于 球面上 这样～来， 以 一 ，_， 一 r ， 即 ：罩0。这时L埘岛L，= ， 即△ ．§0。 ． 。 然而，回想一下．我们仅仅在分析望 远镜光学系统的构造原理圈。用实际的光 学系统代替薄光学系统之后，由于节点之 间的距离有限，必须考虑物镜光轴的横向 位移；必须解决使望远镜的焦距与物镜综 合孔径中的光路相等的问题；由于入瞳像 和物像的像差。尤其是物镜要求的倾角大 大超过望远镜的工作视场．所以辽必须考 虑像的畸变以及波前相位配合的失调。实际上，物镜要求的倾角 全由角 确定， 它的绝对值等于角．盯：￡，即∞ ：!。当 ， o-； =2o" =l／30 时 r我们得到 m ．33(3)。假设在半径为，的球面上． 2， (0．5 m 。 我 们： 得 到 2w． 0．0093(f =54 m1。由对褪量的tt 较应当看出，物镜要求的倾角不小于3．6 倍，超过了望远镜的工作枧场。在校正参 量数量有限的情况下． 大型望远镜工作视 场范围内的像差修正是非崔严肃的问题， 而在对中心区(以角度值表示)的移动超过中 心区几倍醐 作视殇范围内对畸变校正严 t 格要求韵情况下．像差修正的必要性使事 情变得很复杂，尤其是当望远镜工作于宽 光谱区时，作为补充反射面的每一个校正 参量的引入都将导致射到望远镜入瞳的辐 射损失不少于15％．因此，物镜光学系统 的复杂可能使解决上述问题带来的实际好 处完全丧失。这样，不是立即在视场各点， 而是依次在感兴趣的每一点实现波前相位 配台的想法就十分自然了。很明显，这一 任务可以通过借助于平面反射镜E 和岛．
系统(见圈1)或者代替反射镜 i的角形反 射镜系统的精确移动使每一个物镜焦面￡ 的所选点(其中包括后焦点)依次重合来解 决。因为用角形反射镜的移动可以使像在 水平方向和竖直方向不相关地移动【15k 渡 前相位配合的失调可以借助专门的(通常是 光一电)装置在出瞳或者出瞳像的相应区补 偿到必要的量。然而，在结构上解决这项 任务的方案，根据作者的意见，显然在运 用规划中的确还不是那么可以接受。最后， 慎重地指出以下几点：从第 个物镜的出 瞳到它的焦面的距离往往相当长。在这种 情况下，反射镜 ．在结构上是合理的．而 间或可以放在像面附近．在系统的组成部 分中去除焦点会造成非常厉害和不对称的 视场遮光。 所研究的望远镜光学系统结构方案的 一个明显的优点是能够与组成综合孔径的 每一个物镜(望远镜)无关地工作【6]。
很自然，像的调焦 日渡前衔接的问题 用另一套方案加以解决．这套方案是在结 构上实现建造由一个个望远镜装配起来的 综合孔径望远镜光学系统的摸块式结构。 这些望远镜的光轴相互平行并平行于中央 调焦系统的光轴。中央调焦系统被放置在 望远系统后面并形成最终像【16，6】．如图 4所示。 图4 在图4中， ．．——望远系统； ．， 。一 — 平面反射镜； - 调焦系统。图中示出 的其余参量的意义十分明确。为了评价综 合孔径望远镜所成像的像质，必须确定波 前在调焦系统前面空间中的结构。望远系 统所成的轴外点像上的波像差可以用下式 确定： w、T、加 (56) 式中，w_ 望远系统角视场 一半； 望远系统入瞳上的座标。在由综合孔径组 成部分中的望远系统形成的渡前的一般结 构中，由式(56)确定的第 个望远系统的波 像差自然就用从被研究的那个系统的出瞳 出来的光束的渡前在主光线方向的相位移 来补充【17]。这时，我们得到 = (w，0，O)+ (w， 栅 (57) 为了求出 w,0，0)的值，我们来看一 看文献【18】，在该文献中指出， 由满足倾斜一 (C -0(1-cos7,) (87) 1一 0-COS计 、 由此应当看出， 当厂
因此， 自然将这套装置 配置在只能作圆周移动的水平基座上，在 这种情况下，高度(俯仰角)上的对准通过 使与望远镜光轴成45。角的平面反射镜绕 光轴转动来实现， 也就是根据 A．B．Meauen[37]所提出的望远镜系统进行 高度对准，该望远镜装有成45。 倾斜的 定星镜。这样一套对准系统等效于运用地 平经纬仪组合情况下，与近高射范围内的 对准问题相吻合的望远镜对准。装有定星 镜的系统，其优缺点在文献[37】中详述。 分明显，光学系统原理方案以及决 定反射面面形稳定性，它的组成稳定性的 某些复杂问题的分析并不能完全解决建造 大型望远镜的所有问题。然而，甚至在远 没有全面分析的情况下， 对建造大孔径现 代望远镜问题的复杂性，对其经典结构方 案的”寿命”原因都有了相当清楚的认识。 在这种情况下，与望远镜光学系统结构方 案的选择无关．重要的问题是主反射镜或 者确保其高强度的主反射镜各组成部分的 材料及结构的选择。 由式(3)应当看出，板面的自重变形跟 杨氏弹性模量E对材料密度，之比成反比。 铍的这个比值是创纪录的，它等于15．1× l0岳m。这个比决定工作方向，工作的结果 是制造出直径1200mm 的铍反射镜，反射 镜的质量不超过50kg[38 39]。然而，铍 反射镜的生产过程极毒。当E／y=12．8X 10 m 时，ceYIHRHpOBaHHhl~l碳化硅的杨氏弹性模 量值更高。在相等的弯曲条件下，碳化硅 反射镜的质量比铍反射镜少一半。
此外， 在介质热量发生变化的条件下，反射镜的 体积也发生变化，在各向同性彳卜质的场合， 体积变化的大小职决于线性热膨 胀系数 整片介质中的热传导过程用导热 方程描述【4o】，这时，热通量密度虿正比 于温度梯度T： =-．2gradT，式中， 一 导热系数(或简称导热率)，^与T无关，而 仅仅取决于材料特性。在彳卜质的热变化为 一般的场合，内应力的形成，从而反射镜 工作面的局部变形不仅取决于线膨胀系数 (不等于O 的大小，而且取决于导热系数 的大小，这样一来，自然提出根据 值的 大小， 比较评价材料对反射镜工作面出现 难以补偿的局部热变形的影响。碳化硅的 这个指标甚至并不亚于线膨胀系数报小的 合金熔融石英ULE。现在，已经掌握了轻 便大型(直径达lm)碳化硅反射镜的制造。 在有必要设备存在的情况下，今天已能制 造直径2m以上的碳化硅反射镜[4U。 最后，适当地回忆一下，现代光学仪器 是光学 电子学和计算技术的协调结合，而 图像处理成就原则上取决于光电接收装置的 参量。在由量D决定的角分辨力不变的情况 下。在光热塑性材料基础上研制出来的高分辨 光电接收装置的运用决定着构建物镜小型光 学系统的可能。拥有碳化硅反射镜的必要毛 坯及其加工工艺之后．完全可以制造外形和 质量上最佳，参量上有效的现代观察系统。
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