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Puntino
用于优化望远镜的Shack-Hartmann波前传感器
1、用强大的设备优化望远镜性能一个微调好的望远镜是获得深、高质量天文图像的关键。我们专门为望远镜开发的Shack-Hartmann波前传感器Puntino,基于我们在世界各地天文台使用它的丰富经验。根据分析,软件及时建议采取纠正措施,极大地简化了维护工作,使您能够在数小时内完成通常需要更长时间的工作。根据我们为您提供全套工具的理念,我们还为准直望远镜和自准直仪提供基于CCD的系统。
2、通过微调获得个数量级
整望远镜是一个微妙而耗时的过程,如果不经常进行调整,可能会导致受像差影响的图像。这不仅会导致效率损失(高达1个数量级),而且还会导致图像不规则,因此难以分析。
另外,如果使用的焦平面不正确,会导致图像出现球面像差,从而使图像对称放大(因为它是对称像差),并将其误认为是视觉效果。
在PuntinoPro的帮助下,望远镜可以快速调整。下面显示了一些示例。
两台望远镜的瞳孔(由 PuntinoPro的探测器CCD拍摄)具有散光(中心和左侧)和三角昏迷(右侧)。
左边的两幅图像是焦内和焦外图像,显示了由于散光而导致的图像伸长以及两幅图像之间的90度倾斜。
右图为支撑主镜的三个固定点调整错误导致的三角形图像。
来自望远镜的像散(左)稍微偏离焦点的图像。注意像散引起的图像伸长。
由于电子团方向是水平的,延率不是由望远镜跟踪误差引起的。
右图为M53星团的中心部分,在校正了望远镜的像差之后。
3.PuntinoPro
为专业天文台设计,配备两个摄像头,一个用于获取ShackHartmann图像,另一个用于获取直接图像,以及校准光源的远程控制。
在专业天文望远镜中,由于传感器干扰了常规观测,因此经常安装拆卸传感器是不现实的。Puntinopro是自动化的,带有校准系统的电动遥控器。
它还配有两个摄像头,以及的硬件和软件功能。
4、Puntino minisensor
专为小型天文台设计
作为定期维护计划的一部分,只有在进行SH测试时,才将其安装在望远镜上
5.特点:概述
• 测量任何光学系统的像差(最多34项Zernike多项式)
• 估计光学质量和Strehl比
• 检查任何像差对应的波前
• 使用程序给出的诊断来聚焦任何系统,程序给出了影响校正的大小(单位:mm)和方向
• 使用软件给出的指示在几分钟内(而不是几小时内)校准光学系统,使用软件给出的指示(大小和方向)移动光学元件以实现对准。
• 使用Puntinopro测量的球差找出正确的焦平面,程序再次给出了移动元素或焦平面的大小和方向。制造过程中,在反馈回路中使用这些信息。
• 在数学上减去低阶像差后,使用它通过波前图显示来识别误差
• 通过检查残差图识别空气湍流
• 在线查看夜间像差的变化
• 利用Puntinopro给出的望远镜焦平面图像在天空中不同位置的移动指示,为望远镜建立/完善复杂的指向模型
• 程序可以接受用户使用特殊软件模块提供的温度测量,这为温度与任何像差系数的相关性提供了重要的依据
6、分析和优化望远镜性能的整套工具
使用基于CCD的软件包Alisa对准直望远镜的初始设置
• 望远镜两轴的标识(alt-az或ha-dec)
• 主镜轴与电池中心对齐
• 主镜轴与望远镜旋转轴对齐
• 将M2驱动器与光轴对齐
• 主镜和次镜轴的初始对准
使用Puntinopro和Sensoft进行微调和调整
• 使用sensoft(彗差测量)给出的指示对准M1和M2轴
• 使用Sensoft的诊断识别正确的焦平面(零球差)
• 利用低阶像差减法后的散光、三角昏迷、二次散光和镜面映射值优化天顶附近的支撑系统
• 使用瞳孔上残差图优化穹顶和镜视
• 像差随天顶距离的变化和查表的创建
• 使用内置的星体选择部分校准天顶距离的像差
• 利用内置选星段优化天顶距支撑系统。第二台CCD相机在望远镜瞳孔检测中的应用•用第二台CCD相机检查失焦瞳孔
• 使用第二个CCD检查M2驱动器的线性度,无需安装对准望远镜。第二台CCD相机在望远镜瞳孔检测中的应用
• 使用第二个CCD摄像机测量组合的外部视觉、圆顶和镜面视觉
主动光学:通过移动二次镜纠正彗差和离焦
通过以太网或串行电缆将sensoft计算的运动值传递给m2的控制系统,可以纠正昏迷和聚焦。
主动光学:主镜像差校正使用Sensoft计算的系数对主镜形状进行全主动光学。
这些值可以通过以太网或串行电缆传递给控制系统。
高级光学分析
•根据Shack-Hartmann的数据,可以计算出望远镜的MTF。
仿真
Zernike波前的产生、望远镜设计和衍射分析(由像差、波纹、微波纹、视觉、望远镜指向、CCD像素大小引起的MTF)
7、传感器:不仅是 Zernike系数
Sensoft结合了对PuntinoPro(包括CCD摄像机)的控制,以及Shack Hartmann分析。
它不仅给出了Zernike系数,而且给出了调整望远镜的诊断方法。
功能 | 详情 |
设计简单的结果解释 | 传感器不仅给出了以纳米为单位的波前像差系数,还给出了由于焦平面上的像差图像而产生的相应尺寸(以弧秒为单位),使结果更容易解释。 |
详细计算 | 每次运行时自动计算3个SH循环:分别用于实际质量(仅删除倾斜和散焦)、实际质量(删除用户选择的Zernike像差项)和潜在质量(删除前7个Zernike 项)。因此,我们可以清楚地了解当前的望远镜质量、潜在的望远镜质量以及任何单个像差的信息。 |
误差分析 | 计算了系数的误差和拟合优度的概率。 |
校正散焦 | 根据副镜的运动,传感器可以非常精确地测量离焦。 |
对齐:使用昏迷值进行校正 | 根据望远镜参数,传感器为您提供了校正昏迷所需的副镜(偏心或倾斜)的运动,包括幅度和方向。 |
测量圆锥系数 | 仪器的高动态范围可以给出(双曲线)初值的二次系数。 |
从被测球差中寻找正确的焦平面 | 在Cassegrain聚焦时,传感器可以用来找到正确的焦平面,即球差为零的平面。根据望远镜的参数,它给出了焦平面为获得零球差必须移动的大小和方向。 |
杂散光、三角彗差和二次散光 |
这些像差的存在表明存在支撑误差,利用这些系数的值和镜片的表面图,可以优化镜片支撑。 |
支持印记的高分辨率地图 | 瞳孔上22x22个点的采样在去除低阶Zernike项后给出了镜面的高分辨率地图。结合测得的散光、三角彗差和二次散光,可以对反射镜支架进行优化。 |
为便于解释而绘制的大量图表 | 传感器有丰富的图表:完整版本中有37个。 |
平均以减少空气效应引起 的噪音 | 可以对多个SH框架的系数进行平均,以减少由于空气湍流和圆顶视景效应而产生的噪声。 |
快速计算回路 | 全套计算只需不到2秒。 |
穹顶与镜视优化 | Shack-Hartmann分析后瞳孔上的残差图可以用来研究穹顶和镜面。也可以使用第二个CCD相机的瞳孔图像。 |
详细帮助 | 广泛的帮助(超过20MB),对最基本的概念有非常详细的解释。 |
8、安装Puntinopro和测试频率
在开始观测之前,每天晚上检查望远镜的状态。
它被设计成允许安装在离轴位置,这样定期观察计划就不会受到干扰。
它配备了一个校准源的遥控器,使参考框(用于校准仪器像差)能够根据需要频繁地被取出来,以补偿夜间温度和望远镜位置的变化。
Permanent mounting of PuntinoPro off-axis | |
平面镜使用 | Puntinopro可以安装在离轴位置,望远镜发出的光可以通过在平面镜中翻转 (测试完成后将其移除)来指向它。这使得每天晚上在观测开始前进行测试。 |
部分向导 | 使用合适的光学设备,PuntinoPro o可以成为望远镜的导向装置的一部分,甚至可以在夜间使用。由于导向器采用离轴方式,因此需要去除望远镜的离轴(场)像差。在经典卡塞格伦望远镜的情况下,这些是彗差和杂散光,而在丽奇-克雷蒂安望远镜的情况下,只有散光。这些值取决于望远镜参数,可以输入到传感器中,从而消除这些像差的影响。 |
9、SH试验频率
理想情况下,测试应该在整个晚上连续进行。但是如果不能实现,请尽量在晚上开始时进行测试。
校准参考帧的采集频率 当温度变化几度或望远镜移动一个大角度距离时,应取PuntinoPro 的校准框。
10、传感器:产品控制及预算
传感器整合了对Puntinopro的全面控制 。
控制CCD相机和步进电机SH分析
通过在次运行程序时一些参数,可以设置整晚运行。
对ShackHartmann框架的分析只是一个鼠标点击的问题。 你可以在不到一分钟的时间内得到一个好的哈特曼框架,分析它并得到初次结果。
传感器的图形用户界面,其中一些图形显示
11、Puntino Pro特点论述
硬件 |
斑点数量:约40x40(标准)。根据要求提供更高的号码。 |
在瞳孔上进行高采样,以便更可靠地确定球面像差2相机(一个用于SH图像,另一个用于直接图像)。用于获取SH图像的摄像机是一个CCD摄像机,用户可以选择(例如冷却摄像机)。用于 直接成像的相机是一个尺寸为5.4的1280x1024像素的CMOS相机。 |
步进电机由PC机远程控制,用于校准光源。仪器外形:前法兰上有4 m-6孔的安装盒。 |
|
CCD和电机控制集成到软件中。 |
多达34个泽尼克术语的系数(塞德尔、标准、条纹和环形)用户选择。 波前(p-v,rms),Strehl比。 |
用于纠正测量离焦、昏迷和球差的软件指示。高级图像分析。 |
用第二个CCD记录的焦内和焦外图像。存在噪声时Zernike的测量精度(视情况而定):~0.1“。 |
从SH分析中获得的系数的平均值,以减少空气影响引起的噪声影响。夜间像差变化图。 |
天顶距离像差校准程序中的星表。 |
Puntinopro的可选功能 |
计算MTF的PSF和EEShack-Hartmann数据。 |
对主动光学的在线控制。 |
总可以看到使用第二个相机的测量(外部,穹顶和镜像)。 |
标定的线性二次镜的聚焦驱动。 |
模拟:一代的Zernike波阵面时,望远镜设计和衍射分析(MTF由于畸变,涟漪,微观波纹,看到,望远镜指向,CCD |
像素大小)。 (50赫兹)tip-tilt修正。 |
12、MIMMsoft:for seeing measurement
MIMMOSOFT是一个测量天文观测的软件包。
其亮点是: 可使用单孔径(如在大型望远镜的焦点处,以便风切变不成问题)或使用双图像运动监视器(dimm)测量可视力。
* 可与Puntino的取景器相机一起使用,后者是Spotoptics S.R.L.制造的用于测试望远镜的Shack Hartmann波前传感器。
因此,结合哈特曼分析得到的关于像差的详细信息,可以得到一幅完整的望远镜性能图,包括穹顶和镜视效果。
* 实时测量和显示FWHM(视觉)的测量值,(图像运动的二维方差)或r0(fried参数),数据可以在以后保存、检索和绘制。 最多可使用1000帧计算R0值。
* 可使用0.01ms的最小曝光时间(当然是明亮的恒星),这将导致计算闪烁指数的1兆赫的非常大的带通。 自动优化曝光时间,实现精确的中心化。
* MIMMOSOFT是一个单独的Stad软件包,也是Sensoft中的可选软件包。
13、Alisa:微校准软件
根据我们为您提供完整解决方案的理念,我们还提供Alisa软件和照相机,用于准直望远镜和自准直仪。
这可用于望远镜的初始对准和设置,并有助于通过数码相机代替目镜来减少对准的单调:通过软件获取和分析目标的图像。
14、技术规格
可以测试的元素类型 | Astronomical telescopes (at Cassegrain, prime and Newtonian focus). Telescopes in the laboratory. Lenses. |
涵盖的焦点比率 | f/1.8 to f/300 standard. Faster focal ratios can be tested with special setup. |
透镜焦距(1) | 41mm |
标准抽样 | About 40x40 |
采样数 | Up to 65x65 spots (camera dependent). |
分析软件 | Sensoft. |
Precision of Zernike polynomials coefficients (laboratory) | λ/300. |
Precision of Zernike polynomials coefficients (telescope) | 0.01” |
Precision with which the wavefront is computed | λ/150 rms |
Wavelength range | With standard camera from 0.375 up to 1.1m. |
Reference source | LED. Remotely controlled. |
Distance from flange to instrument focus | 54.8mm. |
Height of optical axis from base | 51.5mm. |
Camera for SH | 16-bit cooled CCD. |
Camera for Finder | 10-bit uncooled CMOS, 1280x1024pixels, 5.4m pixel size or 14 or 16-bit cooled CCD. |
Dimensions (Focal ratio dependent) | 9 (Height) x 22 (Length) x 9 (Width) cm. |
Power requirement (stepper motor) | 12V, 1000mA |
Notes and explanations:
1.Lenslets with different diameters and focal lengths available on request.