一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，包括圆柱状壳体，壳体的顶壁、底壁和侧壁上均开设通槽，通槽内嵌设玻璃封窗；壳体内部固定光阑体，且壳体内处于真空密封状态；使经过太阳望远镜主镜反射后的汇聚光束穿透壳体顶壁上的玻璃封窗，到达光阑体的倾斜平面后，少部分光束从光阑体中部开孔处穿过，并穿透底壁上的玻璃封窗后至后方光学系统，大部分光束经光阑体倾斜平面反射后从壳体侧壁上的玻璃封窗穿出。本发明专利技术将望远镜热光阑这个核心区域封装并做真空化处理，达到抑制视场光阑热致湍流的目的，解决了太阳望远镜的镜筒采用整体真空封闭式结构导致其口径无法继续做大，以及开放式结构光阑处成像质量不佳的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置
本专利技术涉及精密光学仪器
，尤其是一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置。
技术介绍
太阳望远镜作为实时监测、研究太阳活动规律的主要观测仪器，正如其它类型天文望远镜一样，现今太阳望远镜也以扩大其口径作为主要技术指标，因为大口径的太阳望远镜具有如下两点优势：1、光学系统极限空间分辨率因衍射效应而受到限制，只有增加望远镜口径，才可能进一步提高其空间分辨率，让观测目标能看得更清晰；2、增加其聚光能力。太阳望远镜的热光阑处的局部视宁度对望远镜最终成像效果有着重要影响，因为热光阑位于望远镜的焦面上，太阳光汇聚在此，此处承受的热载荷最高，产生热致湍流的效应最明显；同时其与像面互为共轭关系，热光阑发热产生的湍流会引起像面抖动、像面离焦、像质下降等恶劣影响，为了抑制热光阑受光面热致湍流对像质的影响，需要对其进行热控，抑制热致湍流对像质的影响，并保证热光阑不被热损坏。热光阑的温控已成为太阳望远镜设计的关键环节。但依然存在的问题是：1、热光阑处的能量密度高,观测过程中天气变化和观测区域的变化会导致热光阑受热面能量密度时空分布不均匀；同时水冷效率与其表面液体流动速度呈正相关，光阑冷却体内部流场较为复杂，表面的温度很难控制到均匀状态。2、热光阑处的视宁度还会受到以下两方面因素的影响：(1)望远镜周围其它结构被阳光晒热后产生的湍流。(2)热光阑通光孔处能量密度极高，空气中的尘埃、气溶胶、CO2和H20等极性气体分子吸收阳光后致使空气被加热产生湍流。这两种热致湍流是无法通过热光阑受光面的温控来抑制的。为了解决上述问题，目前有两种方案：1、望远镜整个镜筒内采用真空式结构。在高度真空的环境下能极大程度上抑制湍流的产生；这样就降低了对热光阑的温控要求，但该项技术带来的问题是：由于望远镜镜筒的封窗口径需要大于望远镜有效口径，所以望远镜越大，封窗口径也越大，其承受的压力也越大。因此，镜筒抽真空的技术手段虽能较好解决热致湍流带来的影响，但其制约了望远镜口径的提高。2、开放式结构。开放式结构望远镜口径能得到进一步提高，但是开放式结构光阑处由于热致空气湍流造成成像质量下降，现有温控技术难以将热光阑受光面温度控制均匀，故其局部视宁度控制效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，解决现有技术中太阳望远镜的镜筒采用整体真空封闭式结构导致其口径无法继续做大的问题，以及解决开放式结构光阑处由于热致空气湍流造成的成像质量下降的技术问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，包括圆柱状壳体，所述壳体的顶壁中部、底壁中部和侧壁上均开设通槽，所述通槽内固定嵌设玻璃封窗；所述壳体内部固定设置光阑体，且壳体内处于真空密封状态；使经过太阳望远镜主镜反射后的汇聚光束穿透所述壳体顶壁上的玻璃封窗，到达光阑体的倾斜平面后，少部分光束从光阑体中部开孔处穿过，并穿透所述壳体底壁上的玻璃封窗后至后方光学系统，大部分光束经光阑体倾斜平面反射后从所述壳体侧壁上的玻璃封窗穿出。进一步地，还包括冷却装置，所述冷却装置包括封窗冷却管路，所述壳体的顶壁和底壁上均开设环形凹槽，且环形凹槽的槽口上焊接环形封窗盖，形成密闭的环形空腔，所述壳体顶壁的环形空腔与底壁的环形空腔之间通过连接管路连通，使冷却液从所述壳体顶壁的入口端流入顶壁的环形空腔中，对顶壁中部的玻璃封窗进行冷却后，通过所述连接管路进入底壁的环形空腔中，对底壁中部的玻璃封窗进行冷却，最终从所述壳体底壁的出口端流出，形成所述封窗冷却管路。进一步地，所述环形封窗盖的内圈边缘向所述环形凹槽的槽口外延伸出一段，将位于中部的玻璃封窗的外圈边缘压紧，使所述玻璃封窗固定在所述通槽内。进一步地，所述壳体的侧壁上向外延伸设置有侧窗，所述侧窗的窗口开设通槽，所述通槽内嵌设玻璃封窗，且通槽的边缘焊接环形封窗盖，将玻璃封窗外圈边缘压紧，使玻璃封窗固定在所述侧窗的通槽内。进一步地，还包括密封圈，所述玻璃封窗与通槽的接触面上设置至少一层所述密封圈。进一步地，所述冷却装置还包括光阑冷却管路，所述光阑冷却管路的入口端和出口端均开设在所述壳体的侧壁上，管路围绕所述光阑体设置，对所述光阑体进行冷却。进一步地，所述光阑体的外围与所述壳体的内壁之间设置固定支架，通过所述固定支架将光阑体固定在所述壳体内部。进一步地，所述壳体的侧壁上开设抽气孔，所述抽气孔的孔口连接抽气管道。进一步地，所述玻璃封窗与通槽的侧壁之间填充导热硅胶。进一步地，所述玻璃封窗的界面上镀介质干涉膜。本专利技术的一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，放弃对镜筒内非关键区域的真空，仅将望远镜热光阑这个核心区域封装并做真空化处理，达到抑制视场光阑热致湍流的目的。现有技术已能够实现口径1.22米望远镜镜筒的真空封装，而该装置只需要对大约0.2米口径的区域进行封装，即只需要封住热光阑周边区域即可，所以本技术可行度较高，降低了整个系统的工程技术难度与造价。另外，较小的封窗承受大气压力也较小，有利于减轻应力双折射效应的影响，解决了目前大口径太阳望远镜所面临的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置侧剖面结构示意图；图2是本专利技术另一个侧剖面结构示意图；图3是本专利技术的壳体顶壁的环形凹槽结构示意图；图4是本专利技术的立体结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据图1-4所示，说明本专利技术的一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，包括圆柱状壳体1，上述壳体1的顶壁中部、底壁中部和侧壁上均开设通槽，在通槽内固定嵌设玻璃封窗4。上述壳体1内部固定设置光阑体2，且壳体1内处于真空密封状态；使经过太阳望远镜主镜反射后的汇聚光束穿透壳体1顶壁上的玻璃封窗4，到达光阑体2的倾斜平面后，少部分光束从光阑体2中部开孔处穿过，并穿透壳体1底壁上的玻璃封窗4后至后方光学系统，大部分光束经光阑体2倾斜平面反射后从壳体1侧壁上的玻璃封窗4穿出，如图1所示。进一步地，还包括冷却装置，冷却装置包括封窗冷却管路，上述壳体1的顶壁和底壁上均开设环形凹槽5，如图3所示，且环形凹槽5的槽口上焊接环形封窗盖6，形成密闭的环形空腔，壳体1顶壁的环形空腔与底壁的环形空腔之间通过连接管路8连通，优选的上述连接管路8为倒U型管，使冷却液从上述壳体1顶壁的入口端101流入顶壁的环形空腔中，对顶壁中部的玻璃封窗4进行冷却后，通过连接管路8进入底壁的环形空腔中，对底壁中部的玻璃封窗4进行冷却，最终从壳体1底壁的出口端102流出，形成上述封窗冷却管路，如图2所示。优选的实施方案是：上述环形封窗盖6的内圈边缘向环形凹槽5的槽口外延伸出一段，将位于中部的玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，其特征在于：包括圆柱状壳体，所述壳体的顶壁中部、底壁中部和侧壁上均开设通槽，所述通槽内固定嵌设玻璃封窗；所述壳体内部固定设置光阑体，且壳体内处于真空密封状态；使经过太阳望远镜主镜反射后的汇聚光束穿透所述壳体顶壁上的玻璃封窗，到达光阑体的倾斜平面后，少部分光束从光阑体中部开孔处穿过，并穿透所述壳体底壁上的玻璃封窗后至后方光学系统，大部分光束经光阑体倾斜平面反射后从所述壳体侧壁上的玻璃封窗穿出。

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，其特征在于：包括圆柱状壳体，所述壳体的顶壁中部、底壁中部和侧壁上均开设通槽，所述通槽内固定嵌设玻璃封窗；所述壳体内部固定设置光阑体，且壳体内处于真空密封状态；使经过太阳望远镜主镜反射后的汇聚光束穿透所述壳体顶壁上的玻璃封窗，到达光阑体的倾斜平面后，少部分光束从光阑体中部开孔处穿过，并穿透所述壳体底壁上的玻璃封窗后至后方光学系统，大部分光束经光阑体倾斜平面反射后从所述壳体侧壁上的玻璃封窗穿出。2.根据权利要求1所述的一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，其特征在于：还包括冷却装置，所述冷却装置包括封窗冷却管路，所述壳体的顶壁和底壁上均开设环形凹槽，且环形凹槽的槽口上焊接环形封窗盖，形成密闭的环形空腔，所述壳体顶壁的环形空腔与底壁的环形空腔之间通过连接管路连通，使冷却液从所述壳体顶壁的入口端流入顶壁的环形空腔中，对顶壁中部的玻璃封窗进行冷却后，通过所述连接管路进入底壁的环形空腔中，对底壁中部的玻璃封窗进行冷却，最终从所述壳体底壁的出口端流出，形成所述封窗冷却管路。3.根据权利要求2所述的一种用于太阳望远镜热光阑的真空密封装置，其特征在于：所述环形封窗盖的内圈边缘向所述环形凹槽的槽口外延伸出一段，将位于中部的玻璃封窗的外圈边缘压紧，使所述玻璃封窗固定在所述通槽内。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雨辰，许方宇，黄善杰，徐稚，
申请(专利权)人：中国科学院云南天文台，
类型：发明
国别省市：云南,53