Details

Предмет исследований. Тепловые режимы и оптические характеристики внеосевого коллиматора с охлаждаемыми зеркалами. Степень соответствия температурных параметров элементов коллиматора и системы охлаждения, полученных расчетным путем и в эксперименте. Оптическое качество коллиматора. Цель работы. Создание коллиматора с охлаждаемым зеркальным объективом для расширения функциональных возможностей существующего термовакуумного испытательного стенда за счет снижения теплового фона внутри вакуумной камеры и создания условий для испытаний оптико-электронной аппаратуры с фотоприемными устройствами, работающими в режиме ограничения фоном. Описание метода. Температурные параметры элементов коллиматора с системой охлаждения определены на основе разработанной теплофизической модели системы "объектив коллиматора - термостат - камера", в основу которой положены уравнения теплового баланса, выполняемого в стационарном режиме для каждого элемента, входящего в систему. Экспериментально температурные параметры элементов системы определены в выбранных контрольных точках элементов. Оптическое качество коллиматора контролировалось путем измерения коэффициента концентрации энергии излучения в плоскости автоколлимационного изображения точечного излучателя коллиматора. Основные результаты. В реализованной конструкции системы "объектив коллиматора - термостат - камера" диапазон температур радиационных экранов, охлаждающих до заданной температуры -33 С зеркала объектива коллиматора при условии минимизации их термодеформаций, составляет от -45 до -80 C. Созданный охлаждаемый коллиматор имеет высокое оптическое качество: коэффициент концентрации энергии в плоскости автоколлимационного изображения точечного излучателя коллиматора составляет 70% по каналу имитации объекта и 75% - по каналу фона. Практическая значимость. Существенно расширены функциональные возможности действующего термовакуумного стенда: созданы условия для испытаний аппаратуры дистанционного зондирования Земли с фотоприемными устройствами, работающими в режиме ограничения фоном. Разработана теплофизическая модель созданной системы "объектив коллиматора - термостат - камера".

Subject of study. Thermal modes and optical characteristics of an off-axial two-mirror collimator with cooled-down mirrors. Coincidence degree of the collimator elements temperature values obtained computationally and experimentally. Optical quality of the collimator. Aim of study. Design and set-up of the collimator with a cooled-down lens mirrors for expansion of the thermovacuum test facility functionality by decreasing thermal background inside the vacuum chamber and creating conditions for testing optoelectronic devices with photodetectors in the background-limited performance mode. Method. Collimator elements’ temperatures were determined on the basis of the developed thermophysical model of the "collimator lens - thermostat - chamber" system. The model is based on heat balance equations derived for each element of the system in a stationary mode. Experimentally, temperatures of the system elements were recorded in certain checkpoints. Optical quality of the collimator was controlled by measuring radiation energy concentration factor in the autocollimation image plane of the collimator’s radiation point-source. Main results. The suggested configuration of the "collimator lens - thermostat - chamber" system produces temperature range from -45 to-80 C for the radiative shields, cooling collimator lens mirrors down to the given temperature -33 С, subject to their minimized thermal deformation. The produced cooled collimator has high optical quality: radiation energy concentration factor in the autocollimation image plane of the collimator’s radiation "point-source" is 70% for the object imitation channel and 75% for the background channel. Practical significance. Functionality of the operating thermovacuum facility has been considerably increased: testing conditions for Earth remote sensing equipment with photodetectors in background-limited performance mode have been created. Thermophysical model of the "collimator lens - thermostat - chamber" system has been developed.