telescope stray light telescope stray light

40 Pages·2017·4.23 MB·English

T E L E S C O P E S T R A Y L I G H T –
F U N D A M E N T A L O P T I C A L P L U M B I N G
&
E A R L Y E X P E R I E N C E W I T H S O F I A
SO F I A S C I E N C E C E N T E R
P A T R I C K W A D D E L L
1 5 F E B 2 0 1 7
1
S T R A Y L I G H T E N G I N E E R I N G :
S U C C E S S F U L S Y S T E M S ( S T R U C T U R E S & C O A T I N G S )
F O R M I L L E N N I A
2
S T R A Y L I G H T E N G I N E E R I N G :
N O N - T R A N S M I S S I V E S O L U T I O N S T H R O U G H
T H
M I D - 2 0 C E N T U R Y
3
S T R A Y L I G H T
F O R O P T I C A L A S T R O N O M Y ,
D E T E C T I N G A N D A N A L Y Z I N G S C I E N C E T A R G E T S A N D
T A R G E T F E A T U R E S R E Q U I R E S D I R E C T S O U R C E
M E A S U R E M E N T , U S U A L L Y T O S O M E Q U A L I T Y , S U C H A S A T
O R A B O V E A S P E C I F I C S / N .
D E F . S T R A Y L I G H T I S L I G H T C A P T U R E D & M E A S U R E D
W I T H I N A S Y S T E M T H A T I S N O T F R O M T H E I N T E N D E D
S O U R C E ( S ) B A S E D O N T H E S E N S O R D E S I G N . T H I S
U N I N T E N D E D S I G N A L C O N T R I B U T E S A M P L I T U D E E R R O R S ,
A M P L I T U D E R E L A T E D F L U C T U A T I O N N O I S E ( P O I S S O N / S H O T
N O I S E ) , A N D C O M P L E X C A L I B R A T I O N P R O B L E M S , S U C H A S
C A U S T I C S , A N D V A R I A B L E C O N T R I B U T I O N S .
4
S T R A Y L I G H T
ST R A Y L I G H T S O U R C E E X A M P L E S :
 BR I G H T O B J E C T S N E A R T H E L I N E O F S I G H T , M O O N ,
P L A N E T S , E T C .
 SKY G L O W
 THE R M A L R A D I A T I O N ( I R A P P L I C A T I O N S )
 M IC R O - R O U G H A N D / O R C O N T A M I N A T E D O P T I C A L
S U R F A C E S ; “ T U R N E D ” E D G E S
 RE F L E C T I O N S F R O M B A F F L E S & S T R U C T U R E S
 TRA N S M I S S I V E O P T I C S I N T E R N A L R E F L E C T I O N S ;
G R A T I N G O R D E R S E P A R A T I O N
 DES I G N F L A W S T H A T P E R M I T L I G H T T O E N T E R A N D H I T
D E T E C T O R S D I R E C T L Y
5
S T R A Y L I G H T
TO A C H I E V E T H E D E S I R E D S C I E N C E A N U M B E R O F M E A N S
A R E E M P L O Y E D T O C O N T R O L B A C K G R O U N D S I G N A L
C O N T R I B U T I O N :
 BLO C K I N G : D E S I G N & I N C L U D E E F F E C T I V E B A F F L E S &
S T R U C T U R E S ; D E F L E C T I O N W I T H S P E C I A L O P T I C S
 AT T E N U A T I N G / S C A T T E R I N G : P R O V I D E S U R F A C E S W I T H
A B S O R B I N G C O A T I N G S , A L S O D I F F U S E / L A M B E R T I A N –
N O N - S P E C U L A R P R O P E R T I E S
 RE A L T I M E M O D U L A T I O N : C H O P P I N G & N O D D I N G
 MOD E L B E F O R E C O M M I T T I N G T O B U I L D T O R E D U C E
P E R F O R M A N C E R I S K S : A S A P , A P A R T / P A D E , Z E M A X
6
S T R A Y L I G H T – T H E S D S S 2 . 5 M
I N D U S T R I A L S C A L E I M A G I N G A N D S P E C T R O M E T R Y
I M A G I N G W A S T H E D R I V E R , D E F I N E D S Y S T E M C H A L L E N G E S :
 3 D E G R E E F I E L D O F V I E W ; S U B A R C S E C O N D P E R F O R M A N C E
 GRE A T C I R C L E S C A N S – C O N T I N U O U S S T R I P S F O R H O U R S T O
I M A G E ¼ O F T H E S K Y I N 5 C O L O R S
7
S T R A Y L I G H T – T H E S D S S 2 . 5 M
STRAY L IGHT REJECT ION REQUIREMENTS;
 MUST BAFFLE FOR CRESCENT MOON ≥ 30 DEGREES
OFF AX IS AND C ITY L IGHTS ON HORIZON
 POINT SOURCE NORMAL IZED IRRADIANCE
TRANSMISS ION (PSNIT ) < 2 X 10 -6 (FOR SOURCES ≥ 30
DEGREES)
 UNIFORM FOCAL PLANE ILLUMINAT ION FROM NET
INTEGRATED STRAY SOURCES
 MIN IM IZE NET OBSCURATION
8
S T R A Y L I G H T – T H E S D S S 2 . 5 M
F R A M E W O R K F O R D E S I G N :
 D E V E L O P E D B A F F L E S T O P O L O G Y : P M , S M , C O N I C A L , O U T E R
 U S E D Z E M A X M O D E L T O D E F I N E T H E G E O M E T R Y A N D I D E N T I F Y
C R I T I C A L O B J E C T S A N D I L L U M I N A T E D O B J E C T S .
 D E V E L O P E D C A D M O D E L ; F E D I N T O A PART F O R P S N I T A N D F O C A L
P L A N E P O W E R D I S T R I B U T I O N
S I E G M U N D , W . A . , E T A L . , P R O C . S P I E 3 3 5 2 , 1 9 9 8
9
S T R A Y L I G H T – T H E S D S S 2 . 5 M
B A F F L E S I M P L E M E N T A T I O N :
 O U T E R L I G H T B A F F L E I S 2 5 % P O R O U S A N D A S E P A R A T E L Y D R I V E N A S S Y ,
“ T H E D O M E ”
S I E G M U N D , W . A . , E T A L . , P R O C . S P I E 3 3 5 2 , 1 9 9 8
10