Warum ist ein blumenförmiger Beugungsokkluder die beste Lösung zur Kontrolle der Beugung?

Was auch immer die Form des Schildes ist, am Teleskop werden Sie die Fourier-Transformation davon sehen. Bei einem einfachen scheibenförmigen Schild sehen Sie an den Rändern klingelnde Artefakte, die dazu führen, dass das Licht des Sterns um den Schild strömt und möglicherweise die Planeten verdeckt.

Im Allgemeinen sind Gauß-Profile dafür gut geeignet, weil die Fourier-Transformation einer Gauß-Kurve nur eine weitere Gauß-Kurve ist und es kein Klingeln gibt. Die Blütenblätter am Rand der Scheibe sind so konstruiert, dass sie die übertragene Intensität in einer ungefähr Gaußschen Kurve schneiden. Ich habe kein Kit zur Hand, um 2D-Fourier-Transformationen zu berechnen, aber ich kann Ihnen zeigen, wie dies in 1D funktioniert. Angenommen, unser Schild ist eine einfache Scheibe, dh eine Top-Hat-Funktion in 1D, dann sieht die Fourier-Transformation so aus:

Die blaue Linie,$f(x)$, ist das Profil des Schildes und der magentafarbenen Linie,$g(k)$, ist die Fourier-Transformation. Beachten Sie, wie das Klingeln das Licht gut außerhalb des Schildes verteilt. Angenommen, Sie verwenden eine Gaußsche Kante für den Schild. Wenn ich die halbe Breite des Gaußschen 0,05 mache (in den von mir verwendeten willkürlichen Koordinaten), ändert sich die Transformation zu:

Beachten Sie, wie das Klingeln reduziert wird, und wenn ich die Gaußsche Breite auf 0,1 erhöhe, wird das erste Maximum fast vollständig eliminiert:

Seien Sie nun etwas vorsichtig, wenn Sie die obigen Grafiken nicht zu wörtlich als Anhaltspunkt für die Leistung des Schilds nehmen. Denken Sie daran, dass dies 1D-Plots sind, und um die Leistung des Schilds zu berechnen, müssten Sie eine 2D-Fourier-Transformation durchführen. Nichtsdestotrotz zeigt es das Grundprinzip, wie das Ausweichen der Kanten des Schildes seine Leistung verbessert.

Sie fragen nach der genauen Form der Blütenblätter. Ehrlich gesagt weiß ich nicht, inwieweit die Breite der Blütenblätter von Bedeutung ist. Ihre Form ist wichtig, da sie das Profil am Rand des Schildes steuert und die Länge die Gesamtbreite des gefiederten Bereichs bestimmt. Ich glaube nicht, dass es einen großen Unterschied macht, ob Sie viele schmale Blütenblätter oder weniger breitere verwenden. Ich würde vermuten, dass weniger breitere technisch einfacher sind, da Sie dieses Ding automatisch im Weltraum einsetzen müssen.