Metrology inside a cryostat using a cutting-edge periscope
Métrologie en milieu cryogénique grâce à un périscope de pointe
Résumé
The PIC (Photogrammetry Inside Cryostat) is a cutting-edge periscope designed to be used during the prototyping, testing and alignment phase of HARMONI, one of the first-generation instruments of the Extremely Large Telescope. The challenge posed by operating the HARMONI instrument at a temperature of 130 K required the development of different non-contact measurement techniques to qualify optical and mechanical parts without touching them. Photogrammetry is a non-contact measurement technique, but it needed to be adapted to be used in a cryostat ; this led to the development of the PIC. The periscope consists of a combination of six lenses, two mirrors, and three motorized degrees of freedom (the whole is mounted upside down on the lid of the test cryostat at CRAL in Lyon) and work together with an external camera to capture images at various angles. This is essential for obtaining accurate photogrammetric measurements. The motorized rotation systems allow for precise and controlled movements, and the combination of lenses and mirrors ensure that the images captured by the external camera are of the highest quality. The goal of the PIC is to obtain an accuracy of 25 µm + 5 µm/m, making it an essential component of the HARMONI tools and a major advancement in cryogenic photogrammetry.
Le PIC (Photogrammetry Inside Cryostat) est un périscope de pointe conçu pour être utilisé pendant la phase de prototypage, de test et d'alignement de HARMONI, l'un des instruments de première génération de l'Extremely Large Telescope. Le défi posé par le fonctionnement de l'instrument HARMONI à une température de 130 K a nécessité le développement de différentes techniques de mesure sans contact pour qualifier les pièces optiques et mécaniques sans les toucher. La photogrammétrie est une technique de mesure sans contact, mais elle devait être adaptée pour être utilisée dans un cryostat, ce qui a conduit au développement du PIC. Le périscope se compose d'une combinaison de six lentilles, de deux miroirs et de trois degrés de liberté motorisés (l'ensemble est monté à l'envers sur le couvercle du cryostat d'essai du CRAL à Lyon) et fonctionne avec une caméra externe pour capturer des images sous différents angles. Ceci est essentiel pour obtenir des mesures photogrammétriques précises. Les systèmes de rotation motorisés permettent des mouvements précis et contrôlés, et la combinaison de lentilles et de miroirs garantit que les images capturées par la caméra externe sont de bonne qualité. L'objectif du PIC est d'obtenir une précision de 25 µm + 5 µm/m, ce qui en fait une composante essentielle des outils d'AIT d'HARMONI et une avancée majeure dans la photogrammétrie cryogénique.
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