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光熱安定性は、変化する熱環境により光学素子が歪む速度を表します。変化する熱環境は、1) 光学素子上の変化する熱勾配と非ゼロの熱膨張係数、または 2) 光学素子内の熱膨張係数勾配と平均温度変化のいずれかにより、光学素子を曲げる原因となります。[1]したがって、変化する熱環境下に存在する光学素子にとって、光熱安定性は問題となります。たとえば、宇宙望遠鏡は、宇宙船の姿勢、太陽放射、惑星のアルベド、および惑星の赤外線放射の変化により、変化する熱負荷を受けます。光熱安定性は、光学素子の表面形状を測定する際に重要になる場合があります。これは、熱変化は通常、低周波 (日周または HVAC サイクル) であるため、測定平均化 (他のエラー タイプで一般的に使用される) を使用してエラーを除去することが困難になるためです。また、光熱安定性は、コロナグラフを使用するものなど、高いレベルの安定性を必要とする光学システムにとっても重要です。[2]
材料特性評価
材料特性数値は、外部からの熱入力によって材料が変形する速度を表すために数学的に導出されています。波面安定性 (動的) と波面誤差 (静的) の違いに注意することが重要です。質量光熱安定性 (MOS) と光熱安定性 (OS) の数値が高いほど、安定性が高くなります。[3]式に示されているように、MOS は密度とともに増加します。特に宇宙飛行用途では、熱以外の理由から重量の増加は望ましくないため、MOS と OS は両方とも以下のように定義されています。
ここで、ρ、c p、αはそれぞれ密度、比熱、熱膨張係数です。
参照
参考文献
- ^ Brooks, Thomas (2017 年 8 月 6 日)。「超軽量ゼロデュアミラー (ELZM) の耐熱テストのモデル化」。SPIE Proceedings。10398 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170009042.pdf 。
- ^ Brooks, Thomas (2017 年 8 月 6 日)。「HabEx に適用さ れた予測熱制御」。SPIE Proceedings。10398 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170009034.pdf。
- ^ Brooks, Thomas (2015 年 9 月 23 日)。「Advanced Mirror Technology Development (AMTD) thermal trade studies」。SPIE Proceedings。9577 : https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20150019495.pdf。