天文望远镜反射镜面的飞秒激光清洁

【摘要】：金属镜面反射镜是反射式天文望远镜中成像系统的核心部件,反射镜定期清洗是天文望远镜维护中的一项重要工作.目前采用的干冰人工清洗方法工序繁杂,成本较高,还需要定期使用清洁剂和清洁布擦拭的方法去除难以清洗的污染物,容易损伤镜面.针对以上缺点,本文利用放大级飞秒脉冲激光器,对天文望远镜中反射表面上黏附的微米级灰尘颗粒进行了清洁研究.首先研究了飞秒激光与反射铝镜的作用规律,通过调节激光能量密度,对清洗后的铝镜表面形貌进行观测,得出实验用铝镜的飞秒激光损伤阈值为60 m J/cm2.通过改变激光能量等扫描参数,对清洁前后的铝镜镜面附着物进行分析,得到最优的清洁参数.结果表明,当激光能量密度为30~55m J/cm2时,飞秒激光对微米级灰尘颗粒有良好的清洁效果.在可见光范围内,清洁后的反射镜镜面反射率获得了明显的提升.最后,通过对灰尘颗粒及铝镜基底的能谱分析,对飞秒激光的清洁机理进行了讨论,在灰尘颗粒的激光清洁中热膨胀因素占据主导作用.飞秒激光清洁在天文望远镜的清洁领域有着良好的应用前景. 【作者单位】： 中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学精密机械与精密仪器系;
【关键词】： 飞秒激光 天文望远镜 激光清洁 金属反射镜
【基金】：中国科学院天文光学技术重点实验室开放课题(CAS-KLAOT-KF201505)资助
【分类号】：TH751
【正文快照】： 激光清洁技术是基于由高强度的激光束与污染物、基底之间的相互作用所导致的物理化学反应.作为一种有效的清洁手段,激光清洁已经被成功应用于模具、武器装备、飞机旧漆蒙皮、楼宇外墙、电子工业、精密机械工业的精确去酯、核电站反应堆内管道的清洁等领域.目前的激光清洁的研

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