Optisches Design

Das optische Design des NISP kombiniert zwei Funktionen des Instruments: Photometrie und Spektroskopie. Die Abbildung wird ermöglicht durch ein übliches optisches System und zwei beweglichen Elementen: das dispersive Element (Grism) und der Bandpass Filter, beide auf unterschiedlichen Rädern ('Grating Wheel Assembly - GWA' und 'Filter Wheel Assembly - FWA') montiert. Für die spektroskopische Beobachtung ist nur das Grism präsent, für die photometrische ist der Filter im optischen System aktiv. Das Austauschen der beweglichen Teile wird durch die Mechanismen von FWA und GWA gewährleistet. Das optische I/F des Instruments bezeichnet einen dichromatischen Spiegel, welcher das visuelle Licht reflektiert und das nah-infrarote Licht überträgt. Die erste Linse des Systems ist die sogenannte Korrekturlinse ('Corrector Lens Assembly - CoLA'). Optisch ist die sphärische Linse Teil der Farbkorrektur des Bildes, aber mit nur geringem Beitrag. Während der photometrischen Beobachtungen können unterschiedliche Filter aktiviert werden, die im FWA untergebracht sind. In der spektroskopischen Phase zerstreuen vier unterschiedliche Grisms das Licht, welche wiederrum am GWA befestigt sind. Jeweils ein Filter des FWA oder ein Grism des GWA ist aktiv, wobei eine Durchgangsposition in beiden Rädern verfügbar ist, um die photometrische von der spektroskopischen Funktion des Instruments zu separieren. Die Kamera-Linsen-Anordnung ('Camera Lens Assembly - CaLA') setzt sich aus drei asphärischen Linsen zusammen, welche das Licht in das Detektorenfeld zentrieren. Das große Sichtfeld (Field of View, FoV) des Euclid-Teleskops resultiert in relative große (Ø170 mm) Linsen und Filter; daher, in große FWA, GWA, und FPA.

Abb. 1. Illustration des opto-mechanischen Designs des NISP-Instruments, zusammengesetzt aus den optischen Systemen CoLA und CaLA, den NI-SA Panels (1,2), des Filter- und Grism-Wheel-Mechanismus, den FPA-Strahlen und Bipods.

  • Die Korrektur-Linse CL (L4), bildet zusammen mit ihrer Halterung das Corrector Lens Assembly (CoLA). CL ist eine sphärisch-asphärische meniscus-ähnliche Linse und besteht aus Quarzglas.
  • Der Filter mit einer leicht sphärischen Eingangsfläche und einer flachen Ausgangsfläche. Der Grundstoff ist Quarzglas.
  • Das Grism mit einer leicht sphärischen Eingangsfläche und binärischer Optik (gekrümmte Linie) grating Ausgangsfläche. Das Grism-Material ist Quarzglas.
  • Die drei Linsen L1-L3 bilden zusammen mit ihrer Halterung das Camera Lens Assembly (CaLA).
    • L1  eine sphärisch-asphärische meniscus-ähnliche Linse bestehend aus CaF2.
    • L2  eine sphärisch-asphärische meniscus-ähnliche Linse bestehend aus S-FTM16.
    • L3  eine sphärisch-asphärische meniscus-ähnliche Linse bestehend aus S-FTM16.

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