La estabilidad optotérmica describe la velocidad a la que un elemento óptico se distorsiona debido a un entorno térmico cambiante . Un entorno térmico cambiante puede hacer que una óptica se doble debido a 1) gradientes térmicos cambiantes en la óptica y un coeficiente de expansión térmica distinto de cero, o 2) gradientes del coeficiente de expansión térmica en una óptica y un cambio de temperatura promedio. [1] Por lo tanto, la estabilidad optotérmica es un problema para las ópticas que están presentes en un entorno térmico cambiante. Por ejemplo, un telescopio espacial experimentará cargas de calor variables debido a los cambios en la actitud de la nave espacial, el flujo solar , el albedo planetario y las emisiones infrarrojas planetarias . La estabilidad optotérmica puede ser importante cuando se mide la figura de superficie de la óptica, porque los cambios térmicos son típicamente de baja frecuencia (ciclos diurnos o de HVAC) lo que dificulta el uso del promedio de medición (comúnmente utilizado para otros tipos de error) para eliminar errores. Además, la estabilidad optotérmica es importante para los sistemas ópticos que requieren un alto nivel de estabilidad, como los que utilizan un coronógrafo . [2]
Los números de caracterización de materiales se han derivado matemáticamente para describir la velocidad a la que un material se deforma debido a una entrada térmica externa. Es importante tener en cuenta la distinción entre estabilidad del frente de onda (dinámica) y error del frente de onda (estático). Un número más alto de estabilidad optotérmica masiva (MOS) y estabilidad optotérmica (OS) dará como resultado una mayor estabilidad. [3] Como se muestra en la ecuación, la MOS aumenta con la densidad. Debido a que el peso adicional es indeseable por razones no térmicas, especialmente en aplicaciones de vuelos espaciales, tanto la MOS como la OS se definen a continuación:
Donde ρ, c p , α son la densidad , el calor específico y el coeficiente de expansión térmica respectivamente.
