APQ 温度补偿
为确保热稳定、无间隙和高定心精度，我们为萤石四片式 Polychromat 开发了热补偿光学镜筒（补偿镜筒）。
新的补偿镜筒设计适用于 -20 °C 至 40 °C 的工作温度范围（工作温差 ≥ 60 K），以及 -40 °C 至 60 °C 的储存和运输温度范围。
下面概述镜筒组件的设计。该设计由 Dipl.-Ing. (FH) Frank Dionies 开发，并得到 Prof. Dr.-Ing. Manfred Steinbach 的技术咨询支持（另见相关专利申请）。
- 要求
- 设计目标
- 补偿镜筒
在精密仪器制造中——例如天文或航天应用——某些部件即使在苛刻工作条件下，也必须在规定范围内保持其位置和形状。
折射望远镜物镜由多个部件组成：采用不同材料、具有规定光学特性、曲率半径和厚度的光学元件，以及固定元件和镜筒。多色校正物镜的镜筒属于精密组件。
继续阅读每种材料都有自己的热膨胀系数（CTE）。因此，在由不同材料组成的组件中，温度变化时各部件会以不同程度膨胀或收缩。
在组件内部，这些差异可能导致位移和应力，从而降低光学系统的成像质量。
我们的开发目标是在较大温度变化范围内，镜筒仍保持热稳定、无间隙并精确定心，同时不过度限制材料选择。
对于我们的萤石四片式 Polychromat，这意味着镜筒必须能够支撑由四片或更多光学元件组成的镜组，而这些元件采用热膨胀系数不同的材料。
这些元件可以通过中间的光学透明液体（油）耦合，并且必须由镜筒以相互之间精确定义的位置进行定位和固定。
必须避免径向和轴向间隙。在至少60 K的工作温差（工作范围 -20 °C 至 40 °C）内产生的热应力，以及光学元件所受重力载荷的变化，都不得造成具有功能意义的影响，尤其不得降低整个光学系统的性能。
继续阅读运输和储存过程中不同材料的差异膨胀不得造成不可逆的偏心或损坏。在工作状态下，即使规定公差范围内存在差异膨胀，各元件也必须保持定心且不承受有害应力。
在整个工作温度范围内，光学元件必须保持居中，其精度应符合公差分析规定。
在经历扩展储存和运输温度范围（-40 °C 至 60 °C）内的任意温度后，当物镜重新回到工作温度范围时，各光学元件必须以所要求的精度返回其原始位置。
一个关键前提是精确确定所有相关材料的热膨胀系数，因为制造商目录中的数值对于补偿计算而言不够精确。
因此，我们委托一家独立检测机构在 -100 °C 至 100 °C 范围内、以0.125 nm的分辨率测量膨胀系数，从而覆盖相关的地面和大气温度范围。
与传统镜筒相比，新型补偿镜筒具有以下优点：
每个光学元件由六个或更多接触面支撑，并通过补偿元件在温度变化时保持稳定位置。
光学系统可快速达到热平衡，同时不会影响成像质量。
这些元件始终可靠地定位在镜筒内，从而避免由移动引起的性能下降，并消除因此类移动而需要重新调整的情况。
新设计完全实现了我们的目标：将萤石四片式 Polychromat 安装在创新的热补偿镜筒中。
我们已就新的镜筒设计以相应名称向德国专利商标局（DPMA）提交专利申请。 热补偿光学镜筒组件，档案号 10 2017 008 286.3。