工業(yè)企業(yè)支持科學(xué)研究非常重要姑王，但遺憾的是現(xiàn)在已非常罕見贿肩。海德漢和海德漢員工在這項(xiàng)挑戰(zhàn)面前的積極投入和奉獻(xiàn)極為難得和可貴座哩。

KIS的VTF項(xiàng)目經(jīng)理

Michael Sigwarth博士

似乎近在咫尺苍凛，還為地球上的生命提供成長和茂盛的基礎(chǔ)：這就是太陽趣席。然而，我們對太陽內(nèi)部的了解十分有限醇蝴。研究太陽的科研人員希望使用位于夏威夷的DKIST全新太陽望遠(yuǎn)鏡改變這一現(xiàn)狀宣肚。位于弗萊堡的KIS（原Kiepenheuer太陽物理研究所，現(xiàn)為萊布尼茨太陽物理研究所）為該望遠(yuǎn)鏡研制一款可見光可調(diào)濾光器推吼。濾光系統(tǒng)的調(diào)整由海德漢高達(dá)一納米精度的直線光柵尺控制好阎。

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細(xì)節(jié)首次展現(xiàn)

目前研究太陽的能力十分有限。以前贮殊，我們只能觀察到太陽累積的變化环胸，研究太陽的科研人員無法看到細(xì)節(jié)。位于夏威夷的DKIST決意改變這一狀況夫咏。反光鏡直徑4m进裹，這是全球最大的太陽望遠(yuǎn)鏡，高分辨率地成像太陽的表面結(jié)構(gòu)勿见，其最小尺寸可達(dá)20km锥萧。

DKIST太陽望遠(yuǎn)鏡位于海拔3000多米的Haleakalā山峰的山頂，這是夏威夷毛伊島上的最高峰资村，該望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)已施工完畢（照片提供：Michael Sigwarth博士寄旋，KIS）。

用一個(gè)簡單的例子說明進(jìn)行太陽表面的這樣成像對光學(xué)性能的苛刻要求：從地球觀察太陽20 km的表面結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在40 km外閱讀一張報(bào)紙为猩。研究太陽的科研人員用DKIST望遠(yuǎn)鏡從法國加來可以閱讀位于英吉利海峽對岸的英國多佛港報(bào)亭處的本期Klartext雜志导而！

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VTF分析陽光

位于弗萊堡的萊布尼茲太陽物理研究所（KIS）研制可見光可調(diào)濾光器（VTF），將其用于分析由太陽表面輻射的超高分辨率和超窄波長的光帶膝舅。因此嗡载，太陽科研人員可以收集有關(guān)太陽表面的等離子體溫度、壓比仍稀、磁場強(qiáng)度洼滚、等離子體運(yùn)動(dòng)等信息，并收集磁場變化數(shù)據(jù)技潘。

VTF的設(shè)計(jì)原理十分簡單遥巴。將太陽光導(dǎo)入到空氣狹縫中，空氣狹縫的兩邊是半透明的鍍膜玻璃板享幽。光線在空氣狹縫中反復(fù)進(jìn)行反射铲掐，反射光產(chǎn)生干涉拾弃，因此可以濾除部分波長的光。被濾除的特定光譜范圍取決于空氣狹縫的寬度摆霉，也就是玻璃板間的距離豪椿。

精確地選擇光波波長需要高精度并需要保持兩塊玻璃板間的位置完全平行。但是携栋，科研人員不希望該系統(tǒng)只能研究一種波長祸弥。科研人員更感興趣的是不同波長間的變化船庐，這是玻璃板需要保持運(yùn)動(dòng)的原因迁拂。

原子級高精度

看似簡單的要求需要測量系統(tǒng)達(dá)到極高的性能。每步調(diào)整中羽捻，為確保定位中重復(fù)達(dá)到要求的高精度掸校，需要20 pm的測量步距。此外酣疏，一小時(shí)內(nèi)的測量總誤差不能超過100 pm涮巩。該量級的尺寸相當(dāng)于原子的直徑「鸹瑁可以這樣比較：120 pm通常是氫原子的尺寸蜈藏。

KIS的工學(xué)碩士Clemens Halbgewachs確定地說：“整個(gè)系統(tǒng)的難點(diǎn)在于距離測量【Γ”他解釋說：“我們最初確定只用三個(gè)直線光柵尺確定上端玻璃板的位置迂雪。但不幸的是，精度完全無法達(dá)到我們的要求舰褪。因此皆疹，我們做了調(diào)查并找到原因。溫度僅僅變化百分之一攝氏度占拍，位置偏差將影響下端玻璃板的位置略就。”現(xiàn)在晃酒，我們共使用六個(gè)海德漢LIP 382直線光柵尺表牢，并配標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)頭和定制的光柵尺帶，下端玻璃板使用三個(gè)贝次，上端玻璃板使用另外三個(gè)崔兴。

各邊的直線光柵尺：由六個(gè)海德漢直線光柵尺環(huán)繞在濾光器的玻璃板周圍。

光柵精度相當(dāng)于氫原子的尺寸：5 μm運(yùn)動(dòng)程上的精度至關(guān)重要蛔翅。

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步步接近

為VTF開發(fā)和生產(chǎn)特殊光柵尺帶需要許多領(lǐng)域的能力敲茄，包括海德漢的研發(fā)和生產(chǎn)部。新改進(jìn)的刻線機(jī)為滿足KIS的要求提供了必要條件山析。即使如此堰燎，機(jī)床精度也需要在各方面達(dá)到極致掏父，為此，員工需要面對前所未有的挑戰(zhàn)引舱，盡管如此鹏亥，他們不辱使命創(chuàng)造性地達(dá)到要求。

可見光可調(diào)濾光器（VTF）上的專用LIP 382直線光柵尺和LIP 38讀數(shù)頭猬蕉。

將光柵尺安裝在 VTF上也需要新方法竹坝。對于這類背膠尺帶，海德漢使用的許多粘結(jié)固定方法都不適用止歇。盡管如此，他們還是成功開發(fā)出一種粘結(jié)固定工藝杭嚷，用該工藝和在KIS實(shí)驗(yàn)室條件下翘辑，可進(jìn)行固定并能滿足嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)要求。為在弗萊堡正確地進(jìn)行粘結(jié)固定嚣咕，KIS工程師參加在海德漢總部舉辦的粘結(jié)固定專題研討會(huì)溜信。特別重要的是，在這次專題研討會(huì)期間绷咳，學(xué)員可以在實(shí)際條件下并用廢品件進(jìn)行粘結(jié)固定練習(xí)幸双。

+  LIP敞開式直線光柵尺：

www.heidenhain.de/exposed-linear-encoders

有關(guān)DKIST望遠(yuǎn)鏡的更多信息和新聞：

+(暫不可見)/de/projekte/visible- tunable-filter

+  www.nso.edu/telescopes/dki- solar-telescope

（ 海德漢）

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