2.4米望远镜鬼像的研究与消除

云南天文台2.4米望远镜，设计有宽视场改正镜，从而在卡焦焦面上有40"的视场。在2008年4月望远镜验收时，发现在4.4"的平场图像中存在强度约2%的鬼像。鬼像的存在严重影响了2.4米望远镜在大视场的测光观测的精度，本项目通过研究鬼像的成因，进而找到解决方法，消除鬼像。.鬼像一般是由透镜光学系统中的透镜表面发生二次反射引起的，可以通过镀制减反射膜来消减鬼像。本项目首先利用光学设计软件zemax结合2.4米望远镜光学系统参数，分析鬼像产生的机理，找到可以产生鬼像的关键面，判断鬼像是否与已经观测到的平场上的鬼像相符。由于现有探测器的视场只有4.4"，还需要判断在现有探测器的视场外，是否还存在其它未发现的鬼像，并设计实验加以验证。分析所有的模拟结果，计算改正镜镀减反射膜的反射率要求，并结合2.4米望远镜的实际情况，为改正镜镀制超宽带减反射膜，就可以消除2.4米望远镜的鬼像。

云南天文台 2.4 米望远镜，设计有宽视场改正镜，从而在卡焦焦面上可获得40"的视场。在2008年4月望远镜验收时，发现在平场图像中存在强度约 2%的类似主镜结构的鬼像。鬼像的存在严重影响了2.4米望远镜在大视场的测光观测的精度，我们围绕消除2.4米望远镜在宽场模式下存在的鬼像问题，进行了深入的研究。首先，我们分析了鬼像的强度、尺寸、形状，分析鬼像产生的机理，通过模拟计算，找到产生鬼像的关键因素；分析表明，由于2.4米望远镜是开放式的望远镜，主镜长期与空气接触，表面沉积了一层灰尘，当来自观测目标及的光线照射到主镜的灰尘上，发生散射，而主镜在改正镜组的光学系统上的共轭点正好在2.4米望远镜焦面上，使得散射光经过改正镜组恰好在焦面上形成主镜的像，定义为主镜鬼像；另外来自无穷远处观测目标的光线经过改正镜组的二次反射，也可在焦面形成光瞳的像，定义为光瞳鬼像；以上两种鬼像都能在焦面上形成类似主镜的结构，影响望远镜对目标源的观测结果。.　　针对“鬼像”的形成机制，对能抑制并消除“鬼像”的几个方面进行了深入研究：检查主镜及副镜镜面状态，当主镜表面积累较严重的灰尘时，对主镜重新镀膜，防止主镜表面积累灰尘及主镜膜层氧化引起较强的散射光；最终测量结果表明，对主镜进行重新镀膜，保持主镜镜面清洁，已经可以使得鬼像“消失”，淹没在天光背景里。对其它可以减弱消除鬼像的方案进行深入讨论，如对主镜定期使用干冰清洗，保持主镜镜面清洁，延缓主镜镜面灰尘累积速度，抑制主镜产生散射光；对改正镜镀制超宽带减反膜，抑制改正镜的二次反射；重新设计改正镜方案。