Laserprojectiesystemen

Hoe werkt een laserprojectiesysteem?

1. De laserlanceertelescoop is de optische-buisstructuur (OTA) van het laserprojectiesysteem. Deze laserlanceertelescoop verbreedt en collimeert de bundel van lichtfrequenties die afkomstig is van natriumdamp. Hierdoor ontstaat er een scherpe gerichte lichtbundel.
2. Deze kunstmatige sterren vormen de referentiepunten voor de golffrontsensor. De golffrontsensor onderzoekt de sterren en meet de atmosferische turbulentie. Dit is het vervormende effect van de atmosfeer op telescoopbeelden.

Laserlanceertelescoop voor de VLT

Voor de Very Large Telescope (VLT) leverde TNO leverde 5 laserlanceertelescopen (OTA) met een thermisch ongevoelig ontwerp. Deze zijn sinds 2016 in gebruik. Voor de VLT ontwierp en bouwde ESO zelf het Beam Conditioning and Diagnostic System (BCDS). Dit systeem verwerkt het lasersignaal tussen de Toptical-bron en de lanceertelescoop.

Belangrijkste kenmerken van de VLT-OTA:

• Athermisch ontwerp om onscherpte als gevolg van thermische effecten te minimaliseren
• Straaldiameter ingangsbron: 15 mm (bron geleverd door ESO, hoofdcomponenten geleverd door Toptica en MPBC)
• Straalvergrotingsverhouding: 20x (300 mm diameter gecollimeerde uitgaande straal)
• Zendfout golffront: 17-23 nm rms (vereist < 50 nm rms)
• Thermisch geïnduceerde onscherpte: 0,15 golven PV (vereist <0,2 golven rms)
• Richtnauwkeurigheid on-sky: < 0,2" bij 3x rms (vereist 0,3" bij 3x rms)
• Polarisatie-extinctieverhouding: > 99,5% (vereist > 98%)
• Doorvoer: 97,7% (vereist > 95%)
• Veldselectormechanisme: 4,8 arcmin radius FOV (ontwerp kan grotere FOV aan)

ELT laserprojectiesystemen

Op basis van de uitstekend presterende VLT-erfenis, schreef TNO zich in op de bouw van nog 11 LPS-systemen voor de ESO ELT en VLT-Gravity+. Deze keer in samenwerking met industriepartner Demcon, om een nieuw ontwerp voor de BCDS te ontwikkelen.

Belangrijkste kenmerken van de ELT-LPS:

• Geschikt voor laservermogen van 50W
• FoV uitgebreid tot 7 arcmin (halve kegelhoek)
• WFE < 65 nm rms
• Onscherpte over FoV < 120 nm PV
• On-sky richtresolutie van 0,2 arcsec
• Absolute richtfout in gezichtslijn < 10 arcsec
• Relatieve richtfout < 0,25 arcsec (120 s interval)
• Hoogte: 2,4 m, lengte: 1,7 m, breedte: 1,4 m

Serieproductie van bestaand ontwerp

De Final Design Review van de ELT-LPS is met succes afgerond. Ondanks de strenge vereisten voldoet het ontwerp volledig. De eerste ELT-LPS-unit is compleet gebouwd en heeft de eerste tests (met laag vermogen) bij ESO doorstaan. Nadat de eerste unit alle tests heeft doorstaan, zal een serieproductie van units 2-9 worden gestart. ESO kan units 10-11 op een later tijdstip bestellen.

Minder kosten

Het gebruik van dit bestaande ontwerp, met minimale aanpassingen, kan een aanzienlijke kostenbesparing opleveren. Omdat er geen nieuw ontwerp hoeft te worden gemaakt. Het ontwerp van de Laser Launch Telescope van TNO wordt ook overwogen voor GMT-, Subaru- en Keck-telescoopsystemen.

Laserlanceertelescoop op maat

Het team van TNO-Demcon keek ook naar aanpassingen. Zoals het lichter maken van het systeem en het gebruik van één gesplitste laserbundel voor meerdere LPS-systemen. Neem contact met ons op om te bespreken of we de laserlanceertelescoop aan jouw wensen kunnen aanpassen.