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corrector nulo

Prueba de un espejo esférico utilizando un interferómetro. Todas las superficies del probador son planas o esféricas, por lo que el probador en sí es bastante fácil de fabricar y probar. Esta configuración puede probar un espejo esférico de cualquier tamaño; dado que el frente de onda es esférico, el espejo puede ser pequeño y estar cerca, o tener muchos metros de ancho y estar más lejos. La prueba sólo requiere que el orificio esté ubicado en el centro de la esfera definida por la superficie del espejo.

Un corrector nulo es un dispositivo óptico que se utiliza para probar grandes espejos asféricos. Un espejo esférico de cualquier tamaño puede probarse con relativa facilidad utilizando componentes ópticos estándar como láser , espejos , divisores de haz y lentes convergentes . A la derecha se muestra un método para hacer esto usando un cubo Shack , y son posibles muchas otras configuraciones. Una prueba de interferómetro como ésta genera un mapa de contorno de la desviación de la superficie de una esfera perfecta, con los contornos en unidades de la mitad de la longitud de onda utilizada. Esto se llama prueba nula porque cuando el espejo es perfecto, el resultado es nulo (sin contorno alguno). Si el resultado no es nulo, entonces el espejo no es perfecto y el patrón muestra dónde el óptico debe pulir el espejo para mejorarlo.

Agregar un corrector nulo para que la prueba del interferómetro pueda medir un espejo asférico. El corrector nulo cancela la porción no esférica de la figura del espejo , por lo que cuando se ve desde el punto A, la combinación parece precisamente esférica si el espejo bajo prueba tiene la figura correcta. El diagrama no está a escala: el corrector nulo es mucho más pequeño que el que se muestra aquí.

Sin embargo, los espejos utilizados en los telescopios modernos no son esféricos: son rotaciones de parábolas o hipérbolas , ya que estas formas más complejas reducen las aberraciones ópticas y brindan un mayor campo de visión . (Véase, por ejemplo, el telescopio Ritchey-Chrétien o los anastigmatas de tres espejos como el LSST ). Los espejos no esféricos como estos no darán un resultado nulo cuando se prueban como se indica arriba, y se prefieren ampliamente las pruebas que dan resultados nulos (son requieren poca interpretación y los resultados se traducen directamente en requisitos de pulido). Una solución es introducir un corrector nulo . Consiste en una o más lentes y/o espejos introducidos en el camino óptico que hacen que el espejo deseado parezca un espejo perfectamente esférico. Con este dispositivo, el mapa de contorno medido ahora muestra la diferencia con la forma deseada en lugar de la diferencia con una esfera. Ahora se puede realizar la medición y el pulido como en el caso esférico. Este método se utiliza en la fabricación de casi todos los espejos grandes para telescopios modernos. [1]

Dado que el espejo se rectificará según lo que el corrector nulo indique como la prescripción correcta, es fundamental que el corrector nulo sea correcto. Un error en la construcción del corrector nulo provocó que el espejo del Telescopio Espacial Hubble tuviera una forma incorrecta. [2] Menos famoso es que esto también ha sucedido en otros casos, como el Telescopio de Nueva Tecnología . [3] Originalmente, no había una manera fácil de probar un corrector nulo, por lo que los fabricantes de espejos debían tener especial cuidado de que las lentes fueran correctas y estuvieran espaciadas correctamente (esta segunda parte, el espaciado, fue la fuente del fallo del corrector nulo del Hubble). [2] Con la llegada de los hologramas generados por computadora , ahora es posible crear un holograma con la respuesta de fase de un espejo arbitrario. Se puede hacer que un holograma de este tipo duplique analíticamente la respuesta de fase del espejo deseado y luego probarlo con el corrector nulo tal como se probaría el espejo real. Si la combinación parece un espejo esférico para el interferómetro, entonces tanto el corrector nulo como el holograma son correctos con alta probabilidad, ya que el corrector nulo y el holograma se construyen de forma independiente mediante procedimientos diferentes. [4] Este procedimiento se utilizó para probar (y encontrar un error en) el corrector nulo utilizado para la modernización de un solo espejo del Observatorio MMT . [5] [6]

Referencias

  1. ^ Burge, James Howard (1993). Técnicas avanzadas para medir espejos primarios para telescopios astronómicos (tesis doctoral). Universidad de Arizona.
  2. ^ ab Lew Allen (presidente) (1990). "Informe de fallas de los sistemas ópticos del telescopio espacial Hubble" (PDF) . Informe técnico de la NASA NASA-TM-103443. El informe definitivo sobre el error en el espejo del Hubble, se debe a un error en la construcción del corrector nulo reflectante.
  3. ^ William J. Broad (10 de agosto de 1990). "El panel encuentra un error por parte del fabricante del telescopio espacial". New York Times .. El error mencionado también ocurrió durante la fabricación del Telescopio de Nueva Tecnología.
  4. ^ Burge, James H. (1993). Prueba nula para correctores nulos: análisis de errores (PDF) . Simposio internacional de SPIE de 1993 sobre óptica, imágenes e instrumentación. Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica. págs. 86–97."El holograma está diseñado y fabricado independientemente del corrector nulo, por lo que la concordancia entre los dos indica una alta probabilidad de que ambos sean correctos".
  5. ^ Wilson, enfermera registrada (1999). Óptica de telescopios reflectores II: fabricación, pruebas, alineación, técnicas modernas . vol. 2. Springer Verlag.pag. 85.
  6. ^ Martin HM, Burge JH, Ketelsen DA, West SC (1997). "Fabricación del espejo primario de 6,5 m para la conversión de telescopio de espejos múltiples". Procedimientos . 2871 : 399–404. Código Bib : 1997SPIE.2871..399M. doi :10.1117/12.269063. ISSN  0277-786X. S2CID  1942534.