主鏡
- 大口徑主鏡的六桿硬點(diǎn)定位機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
大口徑望遠(yuǎn)鏡中，主鏡的定位系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用，其性能不僅關(guān)系到主鏡的位姿保持精度，而且關(guān)系到主鏡系統(tǒng)的固有頻率，對(duì)望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量有重要影響［3-4］。大口徑主鏡定位系統(tǒng)大致可以分為以下三種類(lèi)型：第一是采用實(shí)際定位點(diǎn)對(duì)主鏡進(jìn)行定位，以NTT［5］和VST［6］等望遠(yuǎn)鏡為代表，在主鏡的軸向和徑向分別布置若干個(gè)定位點(diǎn)，定位點(diǎn)處用各種機(jī)構(gòu)將主鏡和鏡室剛性連接，完全限制主鏡的剛體位移；第二是采用虛擬定位點(diǎn)，以VLT［7］為代表，該方案在主鏡的背部和側(cè)面分別布置若干
光學(xué)精密工程 2023年2期2023-02-14
- 大口徑主焦點(diǎn)式光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與裝調(diào)
baru 望遠(yuǎn)鏡主鏡口徑達(dá)8.2 m［2］。大型巡天望遠(yuǎn)鏡GMT、LSST 主鏡口徑均在8 m 以上［3］。隨著光學(xué)元件口徑的增大，系統(tǒng)裝調(diào)難度也隨之提高，主焦點(diǎn)式光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)需考慮主反射鏡的面形精度控制、主反射鏡與校正鏡組的相對(duì)位置控制以及校正鏡組內(nèi)部透鏡間的傾斜、間隔控制等環(huán)節(jié)［4-9］。Subaru 望遠(yuǎn)鏡的主鏡口徑為8.2 m，主鏡采用薄鏡面技術(shù)，厚度僅有20 cm，通過(guò)多個(gè)促動(dòng)器保持面形，望遠(yuǎn)鏡的主焦點(diǎn)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)廣域觀測(cè)，由116 個(gè)CCD
光學(xué)精密工程 2022年23期2023-01-06
- 輕小型金屬基增材制造光學(xué)系統(tǒng)
制造方法打印完成主鏡組件、次鏡組件和連接筒。利用單點(diǎn)金剛石車(chē)削的方法進(jìn)行光學(xué)加工，針對(duì)打印表面存在的缺陷，采用鎳磷改性工藝加以解決，最終完成的主鏡和次鏡面形精度高。最后，對(duì)光機(jī)裝調(diào)后的系統(tǒng)性能進(jìn)行了測(cè)試。2 金屬反射鏡拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)拓?fù)鋬?yōu)化方法本質(zhì)上是對(duì)于特定的設(shè)計(jì)區(qū)間，尋求最佳的分布，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)構(gòu)型。目前常用的拓?fù)浔磉_(dá)形式包括：變厚度法、均勻化方法和相對(duì)密度法等[13]。采取相對(duì)密度法進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，相對(duì)密度法是在均勻化方法的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種方法，以
中國(guó)光學(xué) 2022年5期2022-10-04
- 大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡拼接鏡面關(guān)鍵技術(shù)綜述
]，天文望遠(yuǎn)鏡的主鏡尺寸會(huì)影響望遠(yuǎn)鏡在理想條件下的成像分辨率和對(duì)比度，同時(shí)望遠(yuǎn)鏡所能觀測(cè)到的最微弱天體的亮度也受其主鏡有效面積的限制。因此，為改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)性能，其主鏡直徑不斷增大[2-3]。但受鏡坯制造、生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的限制，目前國(guó)際上最大口徑的單鏡面光學(xué)望遠(yuǎn)鏡為8 m 級(jí)的，更大口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡主鏡通常采用拼接鏡面技術(shù)制備[2-5]。拼接鏡面技術(shù)為未來(lái)極大、甚大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的主鏡制備提供了一種重要的選擇，它解決了光學(xué)望遠(yuǎn)鏡口徑無(wú)法突破8 m 級(jí)限制
中國(guó)光學(xué) 2022年5期2022-10-04
- 星載激光雷達(dá)望遠(yuǎn)鏡主鏡組件設(shè)計(jì)與分析
探測(cè)數(shù)據(jù)。望遠(yuǎn)鏡主鏡作為星載激光雷達(dá)接收系統(tǒng)的主要部件，其組件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是直接影響激光雷達(dá)探測(cè)性能。本文主要以Φ400mm星載激光雷達(dá)望遠(yuǎn)鏡主鏡為研究對(duì)象，從材料選擇、輕量化、結(jié)構(gòu)形式和固定方式等方面對(duì)主鏡組件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其組件力學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究。1 主鏡組件設(shè)計(jì)1.1 主鏡超輕量化結(jié)構(gòu)主鏡支撐方案可分為：側(cè)面支撐、中心支撐、背部支撐以及復(fù)合支撐。本文根據(jù)文獻(xiàn)所設(shè)計(jì)的主鏡超輕量化結(jié)構(gòu)模型，如圖1所示，對(duì)其支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。該激光雷達(dá)望遠(yuǎn)鏡主鏡
荊楚理工學(xué)院學(xué)報(bào) 2022年2期2022-09-16
- 卡塞格林系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真
學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量，主鏡裝調(diào)難度及主鏡支撐結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)難度最高[1-3]。傳統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)單獨(dú)仿真不準(zhǔn)確，這是因?yàn)楣鈱W(xué)仿真中沒(méi)有包括結(jié)構(gòu)變形所產(chǎn)生的偏移、偏心和傾斜[4]?，F(xiàn)階段，主要分析重力因素對(duì)主鏡面形的影響，極少分析溫度變化對(duì)主鏡面形的影響[5]。光學(xué)鏡片和結(jié)構(gòu)件具有不同的熱膨脹系數(shù)和楊氏模量，主鏡反射面會(huì)產(chǎn)生剛體位移、表面變形等變化，從而光軸發(fā)生偏移并使成像質(zhì)量降低。光電平臺(tái)是一個(gè)密閉的平臺(tái)，內(nèi)部存在大量的電子元器件，電子元器件工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，熱量無(wú)
機(jī)電工程技術(shù) 2022年5期2022-06-23
- 世界上最大的太空望遠(yuǎn)鏡
總質(zhì)量約11噸，主鏡聚光面積約為4.3平方米。韋伯望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)草圖擬作為哈勃望遠(yuǎn)鏡的繼任者，韋伯望遠(yuǎn)鏡是目前最大的太空望遠(yuǎn)鏡，其口徑為6.5米，是哈勃的2.7倍。韋伯望遠(yuǎn)鏡的主鏡聚光面積高達(dá)25平方米，是哈勃望遠(yuǎn)鏡的5倍以上。雖然韋伯望遠(yuǎn)鏡比哈勃望遠(yuǎn)鏡大不少，但隨著近20年來(lái)技術(shù)不斷進(jìn)步，韋伯望遠(yuǎn)鏡采用了不少輕型材料和設(shè)備，其總質(zhì)量只有6.5噸，比哈勃望遠(yuǎn)鏡少了約40%。觀測(cè)能力如何韋伯望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)球場(chǎng)大小的遮陽(yáng)罩表面近似菱形，從外觀上看就像是一張帆布床。韋伯
大自然探索 2022年2期2022-04-09
- 空間相機(jī)重復(fù)展收機(jī)構(gòu)薄膜防護(hù)罩設(shè)計(jì)及分析
2］，空間相機(jī)的主鏡由伸展機(jī)構(gòu)支撐，在發(fā)射前折疊收攏，到達(dá)空間軌道后展開(kāi)鎖定，工作時(shí)進(jìn)行多次展收［3-4］。機(jī)構(gòu)展開(kāi)后會(huì)受到微重力、熱真空等環(huán)境條件的影響，為保證相機(jī)的成像質(zhì)量，需要嚴(yán)格控制機(jī)構(gòu)展開(kāi)后的精度［5］?？臻g中來(lái)自太陽(yáng)和地球的輻射、地球陽(yáng)光反照的交替冷卻和加熱以及空間的雜散光等都對(duì)光學(xué)相機(jī)伸展機(jī)構(gòu)的精度有影響［6］，合理的熱控方案對(duì)于提高相機(jī)伸展機(jī)構(gòu)的精度至關(guān)重要。常用的熱控方式可分為主動(dòng)式熱控和被動(dòng)式熱控，主動(dòng)熱控的優(yōu)點(diǎn)是效果好、見(jiàn)效快，但是需
光學(xué)精密工程 2021年12期2022-01-24
- 星載激光雷達(dá)望遠(yuǎn)鏡主鏡超輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
趨勢(shì)[2-4]。主鏡作為星載激光雷達(dá)接收系統(tǒng)的主要部件，既是星載激光雷達(dá)接收系統(tǒng)的主要質(zhì)量來(lái)源，也是影響星載激光雷達(dá)探測(cè)性能的關(guān)鍵。在主鏡輕量化設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)外對(duì)空間反射鏡輕量化設(shè)計(jì)研究已有很多成功的案例。Kihm等[5]選用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)Φ1 000 mm反射鏡進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，可快速求解獲得設(shè)計(jì)域；Genberg等[6]利用光機(jī)熱集成方法建立光學(xué)模型，以空間相機(jī)光學(xué)參數(shù)系統(tǒng)波前誤差作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；Riva等[7]運(yùn)用光機(jī)熱集成技術(shù)和耦
- 某機(jī)載光電系統(tǒng)主鏡的輕量化設(shè)計(jì)與分析
度的補(bǔ)償。其中,主鏡是卡式系統(tǒng)的重要部件,其光、機(jī)、熱性能直接決定了整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量,進(jìn)而影響整機(jī)的探測(cè)性能。而Φ445 mm主鏡尺寸較大,若使用實(shí)心鏡體形式,將引起整個(gè)組件重量的增大,從而增大鏡面變形量[3]。為了減少自重過(guò)大給系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響,本文對(duì)該主鏡進(jìn)行了詳細(xì)的輕量化設(shè)計(jì)與仿真分析,對(duì)比實(shí)物檢測(cè)結(jié)果,驗(yàn)證各項(xiàng)性能參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求,為本領(lǐng)域的反射鏡輕量化設(shè)計(jì)提供了一定的借鑒價(jià)值。2 主鏡的輕量化設(shè)計(jì)主鏡的鏡面變形量將直接影響光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)
激光與紅外 2021年5期2021-06-21
- 薄膜衍射消熱差紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
用薄膜衍射鏡作為主鏡，厚度為微米量級(jí)，具有口徑大、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，解決了現(xiàn)有紅外光學(xué)系統(tǒng)重量和口徑無(wú)法調(diào)和的矛盾。利用含有衍射面的折衍混合透鏡進(jìn)行校正主鏡帶來(lái)的強(qiáng)色散，有效解決薄膜衍射主鏡成像視場(chǎng)小、譜段范圍窄等問(wèn)題。采用薄膜衍射主鏡、折衍混合透鏡，很好地利用了衍射面良好的消熱差特性，再結(jié)合透鏡材料的選擇，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)消熱差起到了良好的作用，并且，衍射面的使用為系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中增加了自由度。薄膜衍射消熱差紅外光學(xué)系統(tǒng)重量輕、成像質(zhì)量好、消熱差性能優(yōu)良，在紅外
紅外技術(shù) 2021年5期2021-05-29
- 臨近空間816 mm 口徑望遠(yuǎn)鏡復(fù)合支撐主鏡組件設(shè)計(jì)
收環(huán)境適應(yīng)能力。主鏡組件作為望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵部件，口徑達(dá)到816 mm，并且在觀測(cè)過(guò)程中存在0°～65°的俯仰角度變化，給主鏡組件的設(shè)計(jì)、加工和裝調(diào)工藝帶來(lái)了難度。本文從反射鏡的傳統(tǒng)支撐原理、輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面入手完成了主鏡鏡體的設(shè)計(jì)，再通過(guò)研究大口徑反射鏡的支撐原理制定了復(fù)合支撐解耦標(biāo)準(zhǔn)，采用功能分配和指標(biāo)分配的設(shè)計(jì)方法完成了主鏡支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)質(zhì)心測(cè)試結(jié)果和裝配公差要求設(shè)計(jì)了主鏡組件裝配工裝及裝配工藝，并通過(guò)有限元仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證的手段驗(yàn)證了各工況下主
光學(xué)精密工程 2021年3期2021-04-22
- 主三鏡一體化離軸三反光學(xué)天線設(shè)計(jì)
學(xué)裝調(diào)過(guò)程中，將主鏡固定到鏡筒上并以主鏡為基準(zhǔn)，依次調(diào)節(jié)次鏡、三鏡的平移和傾斜，裝調(diào)自由度共12個(gè)。由于裝調(diào)基準(zhǔn)與光學(xué)加工基準(zhǔn)不同，基準(zhǔn)誤差的傳遞會(huì)造成裝調(diào)難度大，裝調(diào)周期長(zhǎng)，因此降低離軸三反射光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)難度很有必要。2010年，亞利桑那大學(xué)的Tuell，Michael T 等人[8]設(shè)計(jì)了三反式大口徑巡天望遠(yuǎn)鏡（LSST），并完成了反射鏡加工，主鏡和三鏡為一個(gè)基板上的2個(gè)同心非球面反射鏡，在加工過(guò)程中控制主三鏡光學(xué)軸的傾斜和同心參數(shù)以保證基準(zhǔn)精度，并
應(yīng)用光學(xué) 2021年1期2021-04-11
- 基于光程變化量的反射式光學(xué)系統(tǒng)敏感度理論分析與降敏設(shè)計(jì)方法
通用的。2.2 主鏡偏心平移失調(diào)如圖3所示，同軸兩鏡反射式光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由主鏡（Primary mirror，PM）與次鏡（Secondary mirror，SM）組成，其中主鏡作為光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌，光學(xué)系統(tǒng)位于右手坐標(biāo)系中，主鏡的頂點(diǎn)位于坐標(biāo)系原點(diǎn)（0，0，0），z軸是系統(tǒng)光軸，光線沿著光軸方向傳播。光線由物方無(wú)窮遠(yuǎn)發(fā)出，入射到主鏡鏡面M1（x1，y1，z1）點(diǎn)，經(jīng)主鏡反射后，光線入射到次鏡鏡面M2（x2，y2，z2）點(diǎn)，再經(jīng)次鏡反射后，光線成像于像面M
光學(xué)精密工程 2021年1期2021-03-23
- “高分四號(hào)”衛(wèi)星相機(jī)在軌溫度分析及熱設(shè)計(jì)優(yōu)化
到資源優(yōu)化。3）主鏡背面安裝高發(fā)射率輻射板，輻射板上布置主動(dòng)控溫加熱回路，通過(guò)控制輻射板溫度達(dá)到控制主鏡溫度的目的。4）午夜前后衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，調(diào)整策略根據(jù)遮光罩長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，避免光學(xué)系統(tǒng)接受太陽(yáng)照射。1.2.3 電子設(shè)備散熱設(shè)計(jì)1）中波紅外通道電子設(shè)備選用散熱條件較好的±Y面散熱面；白天開(kāi)機(jī)的可見(jiàn)光近紅外通道電子設(shè)備選用+Z面散熱面。2）采用槽道熱管將±Y面散熱面連通，提升散熱面的散熱效率。3）合理設(shè)計(jì)散熱路徑，采用內(nèi)部熱管與高導(dǎo)熱材料將分散熱量集中后再排
北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年1期2021-02-05
- 施密特與望遠(yuǎn)鏡的故事
滿意的結(jié)果：一架主鏡口徑為48厘米、改正鏡口徑為36厘米、主鏡口徑與焦距之比為2：1的折反射式望遠(yuǎn)鏡，創(chuàng)造了天文學(xué)家多年以來(lái)夢(mèng)寐以求的奇跡。施密特設(shè)計(jì)的這種折反射式望遠(yuǎn)鏡的光路非常巧妙，它用一塊球面反射鏡作為主鏡，放在鏡筒的后端，用一塊波浪形的折射透鏡放在主鏡前適當(dāng)?shù)奈恢茫鳛楦恼R。改正鏡與主鏡的口徑比例大約為2：3。望遠(yuǎn)鏡的焦點(diǎn)不是聚焦在一個(gè)平面上，而是聚焦在一個(gè)曲面上。這個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完美地把折射改正鏡的光線與反射主鏡的光線結(jié)合為一個(gè)整體，成像在
軍事文摘·科學(xué)少年 2021年1期2021-02-04
- 檢測(cè)測(cè)繪儀器用平行光管的安裝與調(diào)校問(wèn)題研究
50mm的拋物面主鏡、折轉(zhuǎn)光路的馬蹄形轉(zhuǎn)向鏡、焦面微調(diào)機(jī)構(gòu)等。其中的主鏡使用的是微晶材料,而且通過(guò)將吊帶式結(jié)構(gòu)安裝在主鏡室內(nèi)的機(jī)械微調(diào)支撐結(jié)構(gòu)中可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的調(diào)節(jié)動(dòng)作。而且由于上述兩種結(jié)構(gòu)的下安裝面之間不存在間隙,因此還可以在平面上進(jìn)行調(diào)節(jié)。在其中的焦面連接組件中還可以與不同的分劃板、高斯目鏡以及攝像鏡頭等檢測(cè)結(jié)構(gòu)相互接觸。在使用此種平行光管開(kāi)展檢測(cè)過(guò)程中,將分劃目標(biāo)放置在平行光管拋物面主鏡的頂點(diǎn)位置,此部位是主鏡拋物函數(shù)曲線的焦點(diǎn),在此主鏡上獲得平行光束
探索科學(xué)(學(xué)術(shù)版) 2020年6期2021-01-28
- Φ1.05 m輕量化反射鏡設(shè)計(jì)與制造
m空間光學(xué)系統(tǒng)主鏡的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，提出了輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的新方法，并建立了反射鏡結(jié)構(gòu)自動(dòng)化仿真分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，基于此平臺(tái)確定了性能優(yōu)異的主鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。主鏡重量小于50 kg，輕量化率已接近國(guó)外先進(jìn)水平；主鏡在三球鉸支撐下的第一階模態(tài)頻率為361.2 Hz，自由狀態(tài)下的一階非零模態(tài)頻率為501.9 Hz；在1 ℃均勻溫度變化下，不去離焦和去除離焦之后的面形RMS分別為0.55 nm和0.10 nm；主鏡在30g過(guò)載加速度作用下的最大應(yīng)力為1
光電工程 2020年10期2020-12-11
- 激光通信地面站600 mm主鏡徑向支撐設(shè)計(jì)
信車(chē)載地面光端機(jī)主鏡采用微晶材料?？紤]到成本等問(wèn)題，由于光端機(jī)對(duì)質(zhì)量等指標(biāo)沒(méi)有嚴(yán)格要求，因此主鏡未做輕量化處理，質(zhì)量較大，且隨著光學(xué)天線的轉(zhuǎn)動(dòng)，主鏡光軸方向與重力方向之間的角度將不斷發(fā)生變化。為保證主鏡面形質(zhì)量，支撐結(jié)構(gòu)需同時(shí)滿足軸向和徑向上的重力卸載要求[1-2]。重力在光軸方向上的分力通過(guò)多點(diǎn)背部支撐卸載，其設(shè)計(jì)方法較為成熟并已得到大量應(yīng)用；重力在徑向上的分力需采用徑向支撐卸載，常用的徑向支撐有多點(diǎn)支撐、水銀支撐、帶支撐、滾輪鏈?zhǔn)街蔚戎畏绞絒3]。
光電工程 2020年9期2020-09-29
- 共軸三反光學(xué)系統(tǒng)臥式裝調(diào)技術(shù)
調(diào)思路是，先建立主鏡-次鏡系統(tǒng)測(cè)試一次像[1-2]，調(diào)整主鏡-次鏡系統(tǒng)并使其達(dá)到一定的指標(biāo)要求，然后調(diào)整三鏡位姿使系統(tǒng)滿足指標(biāo)要求。這種裝調(diào)方式較為明顯的弊端有，一是主鏡-次鏡系統(tǒng)殘留較大像差，從而導(dǎo)致測(cè)試精度降低，以該系統(tǒng)為例，一次像球差約為0.2λ(@632.8 nm)，一般情況下，球差可通過(guò)補(bǔ)償器或者相位平板[3]補(bǔ)償，但對(duì)于同軸系統(tǒng)而言，一次像一般在主鏡通光孔內(nèi)，架設(shè)補(bǔ)償器難度較大，可行性較差；二是由于三鏡滯后調(diào)整，在其調(diào)整階段一般以補(bǔ)償像差為主，
應(yīng)用光學(xué) 2020年5期2020-09-29
- 2 m環(huán)形地基太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)雜散光分析
參數(shù)設(shè)置，對(duì)系統(tǒng)主鏡、次鏡、光闌面、主鏡室前表面以及桁架等散射面進(jìn)行光線追跡，最終計(jì)算得到2 m環(huán)形地基太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的點(diǎn)源透過(guò)率PST，完成對(duì)系統(tǒng)雜散光的分析。1 2 m 環(huán)形地基太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)組成2 m環(huán)形地基太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)指標(biāo)：系統(tǒng)焦距為13 060 mm，主鏡焦比為1.5∶1，視場(chǎng)為 5′×5′，工作波段為 0.390～2.300 μm（中心波長(zhǎng)為0.656 μm）。該系統(tǒng)采用同軸的格里高利光學(xué)結(jié)構(gòu)，主鏡M1有效口徑2 000 mm，主鏡鏡面環(huán)
光學(xué)儀器 2020年3期2020-07-10
- 拼接式望遠(yuǎn)鏡主鏡衍射效應(yīng)研究
秘。增大望遠(yuǎn)鏡的主鏡口徑是提高觀測(cè)分辨率和集光能力的有效手段[1-2]。然而隨著主鏡口徑的不斷增大，給望遠(yuǎn)鏡的制造、加工、檢測(cè)、集成裝調(diào)等技術(shù)都帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)[3]。為了解決這一技術(shù)難題，科學(xué)家提出采用拼接式主鏡代替單塊主鏡的方案[4-5]。其中，地基望遠(yuǎn)鏡KECK I/II、GTC、GMT[6]、TMT[7]、E-ELT[8]、天基望遠(yuǎn)鏡JWST[9]等皆采用拼接式主鏡的設(shè)計(jì)方案。雖然拼接式主鏡的設(shè)計(jì)具有很多優(yōu)勢(shì)，但如何選擇合適的構(gòu)型以及如何檢測(cè)和調(diào)整
應(yīng)用光學(xué) 2020年3期2020-06-16
- 1.25m口徑寬波段測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)
精度，必須要保證主鏡有較高的面形精度。由于口徑較大，主鏡重量較大，所以必須設(shè)計(jì)合理的支撐結(jié)構(gòu)使主鏡在重力作用下變形最小。主要的徑向支撐方式有水銀帶支撐，徑向余弦推力支撐，柔性切向桿機(jī)構(gòu)支撐和芯軸支撐等[5-8]。根據(jù)研制的某光測(cè)設(shè)備的需求，首先簡(jiǎn)單介紹了系統(tǒng)組成和原理，然后對(duì)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述，最后經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)符合預(yù)期的要求。2 系統(tǒng)組成及原理2.1 系統(tǒng)組成大口徑平行光管為卡塞格林式，分光鏡將光路分成兩路，透射光路由衰減片，探測(cè)器（激
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2020年5期2020-05-21
- 大口徑衍射望遠(yuǎn)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)研究
望遠(yuǎn)系統(tǒng)包括衍射主鏡和校正鏡兩大部分。利用Schupmann提出的消色差理論，即任何一個(gè)有色差的元件的色差校正均可通過(guò)將另外一個(gè)與其有相同色散、相反光焦度的元件放在第一個(gè)元件的共軛像位置來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而消除衍射元件的嚴(yán)重色差，進(jìn)行寬光譜成像。這種系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是其口徑大、長(zhǎng)度長(zhǎng)、同時(shí)包含著兩個(gè)衍射元件，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，如果初始結(jié)構(gòu)的參數(shù)選取不當(dāng)，則根本無(wú)法構(gòu)建系統(tǒng)。美國(guó)弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室雖然進(jìn)行了衍射望遠(yuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，但是給出的是基于離軸三反校正
中國(guó)光學(xué) 2019年6期2020-01-10
- 一種雙層浮筏式南極望遠(yuǎn)鏡運(yùn)輸減振方案設(shè)計(jì)*
譜密度圖2 南極主鏡包裝箱雙層浮筏式減振設(shè)計(jì)南極巡天望遠(yuǎn)鏡是一臺(tái)全自動(dòng)無(wú)人值守望遠(yuǎn)鏡，數(shù)據(jù)可以通過(guò)衛(wèi)星傳送至國(guó)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)越冬遠(yuǎn)程觀測(cè)任務(wù)。該望遠(yuǎn)鏡的主鏡直徑為680 mm[3]。由于在南極地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)裝調(diào)時(shí)間緊張，要克服低溫、低氣壓等不利的氣候條件，在設(shè)計(jì)減振方案中需要將望遠(yuǎn)鏡主鏡及其支撐結(jié)構(gòu)一起設(shè)計(jì)。在確保主鏡安全的同時(shí)，需要主鏡支撐結(jié)構(gòu)也不被破壞，保證主鏡的面型不發(fā)生變化，這樣直接裝在望遠(yuǎn)鏡上就能使用，以節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)的裝調(diào)時(shí)間。因此，望遠(yuǎn)鏡主鏡及其支撐結(jié)構(gòu)是整個(gè)
振動(dòng)、測(cè)試與診斷 2019年6期2019-12-31
- RGB三通道衍射望遠(yuǎn)鏡光學(xué)成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)
所以非常適合作為主鏡構(gòu)建大口徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)[1-4]，但衍射元件具有很強(qiáng)的色散能力[5]，以至于它不能直接用于構(gòu)建寬波段衍射望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，大大限制了它的應(yīng)用范圍。1999年，Roderick A. Hyde提出用Schupmann系統(tǒng)構(gòu)建大口徑望遠(yuǎn)鏡的方案以解決衍射主鏡的色散問(wèn)題，該方案引入了另外一個(gè)衍射元件——菲涅爾校正板，從理論上來(lái)講，通過(guò)匹配菲涅爾校正板和衍射主鏡的參數(shù)可以完全地消除衍射元件帶來(lái)的色差[1]。衍射元件色散問(wèn)題解決后，關(guān)于衍射望遠(yuǎn)鏡的研究越
應(yīng)用光學(xué) 2019年3期2019-05-24
- 1m口徑微晶玻璃主鏡的單芯軸支撐方法研究
度發(fā)展的象征，其主鏡位于儀器水平軸中心，主要作用是反射會(huì)聚光線、縮小光束，使次鏡光學(xué)系統(tǒng)尺寸重量減少[1]。經(jīng)緯儀主鏡作為接受信息的首要環(huán)節(jié)，其對(duì)信息接受轉(zhuǎn)化的正確率是經(jīng)緯儀接受信息準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，故主鏡的成像質(zhì)量非常重要，是第一光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。決定主反射鏡成像質(zhì)量主要因素有主反射鏡的本身性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、制造質(zhì)量、安裝方式、安裝質(zhì)量及所受載荷等因素[2]。隨著對(duì)深空探索的需求越來(lái)越大，人們對(duì)主鏡口徑要求越來(lái)越大，大口徑主鏡自身重量（例如，1000mm口徑
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2018年8期2018-08-28
- 1 m口徑空間相機(jī)主望遠(yuǎn)鏡組件設(shè)計(jì)
須對(duì)大口徑望遠(yuǎn)鏡主鏡進(jìn)行輕量化，同時(shí)又要保證必要的結(jié)構(gòu)剛度，確保光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量不變[1].望遠(yuǎn)鏡主鏡作為空間光學(xué)系統(tǒng)的重要部件，其材料選取、結(jié)構(gòu)形式和支撐方案不僅直接決定主鏡面形精度和整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能，而且影響項(xiàng)目的研制成本和研制周期[2].因此，根據(jù)大口徑望遠(yuǎn)鏡地面環(huán)境和在軌運(yùn)行環(huán)境的差異，對(duì)望遠(yuǎn)鏡及其支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，增強(qiáng)望遠(yuǎn)鏡抵抗由自重和溫度變化引起的鏡面變形的能力，是空間光學(xué)遙感器研制的關(guān)鍵技術(shù)之一.筆者對(duì)1 m口徑主望遠(yuǎn)鏡組件進(jìn)行
鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版） 2018年3期2018-05-03
- 大口徑紅外光學(xué)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
代表三反系統(tǒng)中的主鏡、次鏡和三鏡，其結(jié)構(gòu)參量共有8個(gè)：三個(gè)反射面的半徑(R1、R2和R3)，主鏡到次鏡的距離d1，次鏡到三鏡的距離d2，三個(gè)非球面的二次非球面系數(shù)(-e1)2、(-e2)2、(-e3)2。引入新參數(shù)，次鏡對(duì)主鏡的遮攔系數(shù)為:α1=l2/(f1)′≈h2/h1；三鏡對(duì)次鏡的遮攔系數(shù)為:α2=l3/(l2)′≈h3/h2;次鏡的放大率為:β1=(l2)′/l2=u2/(u2)′；三鏡的放大率為:β2=(l3)′/l3=u3/(u3)′。將上述參
上海航天 2018年1期2018-03-23
- 近距離激光武器光學(xué)系統(tǒng)特性分析
行優(yōu)化。分析采用主鏡為橢球鏡,次鏡為拋物面鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)。激光先經(jīng)拋物面次鏡反射,在焦點(diǎn)處形成完善像點(diǎn),再入射至橢球面主鏡,以近似平行光出射,對(duì)1.5 km的目標(biāo)精確聚焦。這種結(jié)構(gòu)形式,理論上能在近距離目標(biāo)處很好地聚焦,從而提高在這些距離下,系統(tǒng)的毀傷能力,最大限度地發(fā)揮了高能激光的毀傷能力。光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理參照?qǐng)D1,橢球面反射鏡有一對(duì)共軛幾何焦點(diǎn)F1和F2,由F2發(fā)出的光線將嚴(yán)格會(huì)聚于F1,沒(méi)有像差[2]。非球面的方程為:參照?qǐng)D2,拋物面反射鏡有一對(duì)共軛幾
激光與紅外 2018年1期2018-01-30
- 中波紅外發(fā)射系統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與主鏡的分析和檢測(cè)
統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與主鏡的分析和檢測(cè)周學(xué)順，白素平，王鑫（長(zhǎng)春理工大學(xué) 光電工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130022）激光準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在光通信、光測(cè)量等領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)對(duì)出射激光準(zhǔn)直和擴(kuò)束，減小激光發(fā)散角，增強(qiáng)遠(yuǎn)場(chǎng)激光輻射強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和光學(xué)系統(tǒng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了口徑為290mm的卡塞格林式中波紅外發(fā)射系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了主、次鏡裝調(diào)結(jié)構(gòu)，并完成主鏡支撐結(jié)構(gòu)、次鏡支撐結(jié)構(gòu)、透射目鏡支撐結(jié)構(gòu)及其他部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。用ANSYS Workbench對(duì)主鏡支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。主鏡面形精
長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2017年5期2017-11-29
- 經(jīng)緯儀主鏡在支撐系統(tǒng)下的面形變化
0049)經(jīng)緯儀主鏡在支撐系統(tǒng)下的面形變化趙天驕1,2, 喬彥峰1*, 孫 寧1, 謝 軍1,2(1.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長(zhǎng)春 130033；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)為研究在重力作用下主鏡支撐系統(tǒng)對(duì)經(jīng)緯儀主鏡處于不同工作角度時(shí)面形誤差的影響，以600 mm口徑主鏡為研究對(duì)象，利用Abaqus軟件分別建立了600 mm主鏡在加工狀態(tài)下和工作狀態(tài)下的有限元支撐模型，并進(jìn)行了重力變形分析，然后借助4D干涉儀對(duì)在不同支撐系
中國(guó)光學(xué) 2017年4期2017-08-01
- 大型望遠(yuǎn)鏡主鏡位置采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)*
器應(yīng)用大型望遠(yuǎn)鏡主鏡位置采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)*欒紅民1，2，張 斌1*，李玉霞1，吳慶林1，王 晶1，2，曲云昭1，2(1.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，長(zhǎng)春130033;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京101400)對(duì)大型望遠(yuǎn)鏡主鏡位置進(jìn)行高精度實(shí)時(shí)采集是實(shí)現(xiàn)主鏡位置控制，提高望遠(yuǎn)鏡成像質(zhì)量的前提。設(shè)計(jì)了大型望遠(yuǎn)鏡主鏡位置采集系統(tǒng)，包括位置采集模塊和上位機(jī)軟件。位置采集模塊對(duì)位移傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后使用24 bit的ADC芯片ADS1259實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用D
傳感技術(shù)學(xué)報(bào) 2017年2期2017-04-13
- 大口徑膠粘主鏡裝調(diào)的有限元分析
94）大口徑膠粘主鏡裝調(diào)的有限元分析陸玉婷 王偉之（北京空間機(jī)電研究所，北京 100094）文章針對(duì)采用膠粘工藝的輕量化大口徑主鏡裝調(diào)過(guò)程中涉及的幾種典型受力狀態(tài)進(jìn)行了研究。首先，建立了包含膠層的主鏡組件精確的有限元模型，并考慮了膠斑的徑厚比較大時(shí)對(duì)其彈性模量參數(shù)的修正；其次，利用有限元法結(jié)合Zernike擬合程序分析了強(qiáng)迫位移、1gn自重、均勻溫升、膠層收縮、主鏡兩點(diǎn)支撐檢測(cè)狀態(tài)下主鏡面形的變化，其中采用溫度載荷等效的方法對(duì)膠層收縮在Patran/Nas
航天返回與遙感 2017年1期2017-04-11
- 2 m SiC主鏡Kinematic側(cè)支撐方法設(shè)計(jì)與優(yōu)化
?2 m SiC主鏡Kinematic側(cè)支撐方法設(shè)計(jì)與優(yōu)化劉 博1,2，張景旭1，王富國(guó)1，劉祥意1( 1. 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，長(zhǎng)春 130033；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049 )基于運(yùn)動(dòng)學(xué)原理的支撐結(jié)構(gòu)在大口徑望遠(yuǎn)鏡的底支撐中早已得到廣泛運(yùn)用，但是在主鏡側(cè)支撐中的應(yīng)用還不成熟。本文首先解釋了一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)原理的側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，然后針對(duì)一個(gè)直徑2.04 m的主鏡, 使用有限元軟件ANSYS中的參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行了具體的結(jié)
光電工程 2016年12期2017-01-17
- 大口徑主鏡位置的實(shí)時(shí)檢測(cè)
033)?大口徑主鏡位置的實(shí)時(shí)檢測(cè)李劍鋒*，吳小霞，李玉霞，劉昌華(中國(guó)科學(xué)院 長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 光電探測(cè)部，吉林 長(zhǎng)春 130033)由于望遠(yuǎn)鏡主鏡位置的調(diào)整與主鏡位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)，本文設(shè)計(jì)了基于位移傳感器的主鏡位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。重點(diǎn)考慮鏡室重力變形的影響，利用解析幾何方法得到了解算主鏡位置的算法。以實(shí)驗(yàn)室的1.2 m SiC主鏡作為試驗(yàn)鏡進(jìn)行了主鏡位置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。在主鏡繞支撐架做俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)布置在主鏡背部和側(cè)向的6個(gè)位移傳感器，實(shí)時(shí)采集
光學(xué)精密工程 2016年11期2016-12-19
- 一種星敏感器光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與雜光分析
統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由主鏡、次鏡反射鏡和兩片透鏡組成的［2］。為降低加工和檢測(cè)成本，主次鏡均為球面，未選擇非球面鏡。用附加透鏡組的方式校正像差。1 光機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1 主鏡固定方式研究在光機(jī)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，成像效果會(huì)受到主鏡因自重產(chǎn)生變形導(dǎo)致主鏡面型改變的影響。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能的采用柔性結(jié)構(gòu)，以緩解主鏡由于自重變形產(chǎn)生的影響。同時(shí)，星敏感器光學(xué)系統(tǒng)的工作環(huán)境是自然環(huán)境，由于外界環(huán)境溫度的改變，主鏡與結(jié)構(gòu)材料的熱膨脹系數(shù)不一致，使主鏡面型因內(nèi)部熱應(yīng)
長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2016年5期2016-11-30
- 1.2 m微晶主鏡的新型支撐
?1.2 m微晶主鏡的新型支撐邵亮*，趙勇志，明名，呂天宇，劉昌華, 王洪浩(中國(guó)科學(xué)院 長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長(zhǎng)春 130033)針對(duì)1.2 m微晶主鏡, 提出了基于6套柔性切向桿機(jī)構(gòu)的側(cè)向支撐與基于18點(diǎn)半柔性Whiffletree機(jī)構(gòu)的軸向支撐相結(jié)合的新型主鏡支撐方案，用于保證該主鏡在較大溫差范圍以及不同俯仰角度下始終保持良好的面形精度及較高的系統(tǒng)剛度。 分析了該機(jī)構(gòu)的工作原理，實(shí)驗(yàn)測(cè)試了主鏡的面形精度及支撐系統(tǒng)的模態(tài)。機(jī)構(gòu)分析表明該支
光學(xué)精密工程 2016年10期2016-11-15
- 基于ISIGHT平臺(tái)的大型空間望遠(yuǎn)鏡主鏡主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)研究
的大型空間望遠(yuǎn)鏡主鏡主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)研究張立浩，張遠(yuǎn)清，董吉洪，孫陽(yáng)（中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，長(zhǎng)春130033）為了實(shí)現(xiàn)大型空間望遠(yuǎn)鏡的高成像質(zhì)量，建立了主鏡主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)模型。對(duì)主鏡面形校正的算法、主鏡面形校正的精度以及主鏡面形校正能力等進(jìn)行研究。首先，對(duì)主鏡面形校正的算法進(jìn)行研究。對(duì)主鏡的鏡體結(jié)構(gòu)和支撐方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立了主鏡有限元模型。構(gòu)造了單位主動(dòng)力矩陣和主鏡面形響應(yīng)矩陣。采用廣義逆矩陣法求得了主鏡面形校正矩陣。接著，采用多學(xué)科分析平臺(tái)I
長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2016年4期2016-11-02
- 空間遙感器反射鏡組件的設(shè)計(jì)與有限元分析
支撐結(jié)構(gòu)等方面對(duì)主鏡組件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。并利用有限元分析技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的反射鏡組件進(jìn)行分析驗(yàn)證，得到了比剛度高、面形精度符合要求的輕量化反射鏡組件，對(duì)今后的工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。1 主反射鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1主鏡的物理參數(shù)本文針對(duì)同軸光學(xué)系統(tǒng)展開(kāi)研究，圖1為空間遙感器的主鏡和次鏡相對(duì)位置關(guān)系示意圖。該光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，主鏡和次鏡間距為660mm。根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，有效通光口徑為700mm，中心口徑為176mm，鏡面曲率半徑是1683mm?？紤]實(shí)際
長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2016年4期2016-11-02
- 中型主鏡的柔性半運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐
0033)?中型主鏡的柔性半運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐范磊，張景旭*，趙勇志，李宏壯，司麗娜(中國(guó)科學(xué)院 長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長(zhǎng)春 130033)針對(duì)中型反射鏡提出了一種柔性半運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐方式，以便簡(jiǎn)化主鏡的支撐結(jié)構(gòu)，降低安裝應(yīng)力對(duì)主鏡的影響，以及提高主鏡支撐對(duì)溫度變化的適應(yīng)性。對(duì)比小口徑主鏡的剛性半運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐，詳細(xì)闡述了柔性半運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用該原理對(duì)一口徑為710 mm的主反射鏡的支撐進(jìn)行了設(shè)計(jì)、分析、和檢測(cè)， 其中反射鏡的軸向采用6點(diǎn)帶有柔性
光學(xué)精密工程 2016年8期2016-10-10
- “高分四號(hào)”衛(wèi)星相機(jī)裝調(diào)中高精度在線測(cè)量技術(shù)
外備份三個(gè)光路。主鏡組件調(diào)心與系統(tǒng)裝配是相機(jī)裝調(diào)工作的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的調(diào)心方法需要與主鏡口徑相匹配的高精度轉(zhuǎn)臺(tái)，不僅條件保障昂貴且調(diào)心周期長(zhǎng)；基于結(jié)構(gòu)孔位定位的裝配方法也無(wú)法適應(yīng)相機(jī)光路多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜緊湊的特點(diǎn)。因此“高分四號(hào)”衛(wèi)星相機(jī)裝調(diào)工作中引入了高精度在線測(cè)量技術(shù)，文章介紹了該技術(shù)在主鏡組件調(diào)心與系統(tǒng)裝配兩個(gè)環(huán)節(jié)里的應(yīng)用案例。通過(guò)引入激光跟蹤儀、關(guān)節(jié)臂測(cè)量?jī)x和點(diǎn)云擬合算法，提高了主鏡組件調(diào)心速度，且調(diào)心后角度失調(diào)量?jī)?yōu)于 10"，平移失調(diào)量?jī)?yōu)于0.1mm
航天返回與遙感 2016年5期2016-02-23
- 1 m口徑非球面主鏡面型檢測(cè)結(jié)果分析
1 m口徑非球面主鏡面型檢測(cè)結(jié)果分析孫寧1，于帥北1，趙天驕1，2（1.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長(zhǎng)春130033；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100039）介紹了三種常用非球面鏡片面型精度的檢測(cè)方法。在用干涉儀對(duì)非球面大口徑主反射鏡進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于使用了輔助平面鏡，得到的檢測(cè)結(jié)果并不是主鏡的真實(shí)面型精度。綜合考慮干涉儀測(cè)量結(jié)果和輔助平面鏡面型精度的Zernike多項(xiàng)式，得到了某1m口徑拋物面主鏡的實(shí)際面型精度。非球面；主反射鏡；輔助平面鏡；
現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化 2015年23期2015-10-17
- 恐龍巨鏡的自白
天文望遠(yuǎn)鏡，我的主鏡直徑足足有30米，而圓頂?shù)闹睆礁沁_(dá)到了66米，因此，我也獲得了一個(gè)很霸氣的昵稱(chēng)——恐龍巨鏡。我預(yù)計(jì)將于2023年正式與大家見(jiàn)面，屆時(shí)我將會(huì)是世界上最先進(jìn)的光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡，很榮幸在開(kāi)建之初能有機(jī)會(huì)在這里向各位介紹自己。我最初的概念是由美國(guó)加州理工學(xué)院、加州大學(xué)和加拿大大學(xué)天文研究聯(lián)盟的科學(xué)家們共同提出的。不過(guò)，在他們提出之后，世界上的很多國(guó)家都對(duì)我產(chǎn)生了非常濃烈的興趣，如美國(guó)、加拿大、日本、中國(guó)、巴西和印度等。在多個(gè)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的眾多
中學(xué)科技 2015年7期2015-07-03
- 卡塞格林系統(tǒng)光學(xué)裝調(diào)技術(shù)研究
塞格林光學(xué)系統(tǒng)中主鏡的裝調(diào)質(zhì)量會(huì)極大地影響整個(gè)系統(tǒng)的成像水平。本文具體研究了粘接主鏡的膠層中內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的影響，并提出新的粘接與光學(xué)定中心方案?？ㄈ窳窒到y(tǒng)具有接近衍射極限的成像質(zhì)量，裝調(diào)的工藝技術(shù)水平會(huì)極大地影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量，傳統(tǒng)的裝調(diào)方法周期長(zhǎng)，成像質(zhì)量無(wú)法保證，本文利用計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)來(lái)確保系統(tǒng)的成像質(zhì)量，產(chǎn)品的成像分辨率可達(dá)1″以?xún)?nèi)。1 卡塞格林系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)卡塞格林光學(xué)系統(tǒng)是最廣泛的兩鏡系統(tǒng)之一，主鏡為凹的拋物面，次鏡為凸的雙曲面，該光學(xué)系統(tǒng)屬
應(yīng)用光學(xué) 2015年4期2015-05-29
- 享受深空攝影的樂(lè)趣（器材篇）
——談?wù)勂鞑牡囊惑w化配置
要由幾部分組成：主鏡系統(tǒng)：望遠(yuǎn)鏡或鏡頭，相機(jī)，制冷CCD等跟蹤系統(tǒng)：赤道儀，導(dǎo)星設(shè)備輔助系統(tǒng)：電調(diào)馬達(dá)，濾鏡輪，筆記本等以上部分設(shè)備需要電腦來(lái)控制，而目前常見(jiàn)的就是便攜筆記本電腦了。各種設(shè)備的連接也造成了整套系統(tǒng)布線繁瑣，在拍攝過(guò)程中很容易出現(xiàn)問(wèn)題，比如線繞在赤道儀上，冬天線纜變硬影響精度等。圖1~圖3就是筆者前幾年的器材配置，也拍了不少片子，每次大包小包帶出門(mén)，繁雜的線纜環(huán)繞著器材，有時(shí)候晚上一不注意就會(huì)踢到線，有時(shí)候忘記帶一根線就無(wú)功而返，教訓(xùn)多多。本
天文愛(ài)好者 2015年4期2015-04-17
- 紅外離軸系統(tǒng)金屬反射鏡設(shè)計(jì)與分析
中口徑最大的離軸主鏡，按照各設(shè)計(jì)要素建立了金屬反射鏡結(jié)構(gòu)模型；最后采用有限元仿真分析方法，在各種工況下，對(duì)該主反射鏡進(jìn)行了詳細(xì)的分析，結(jié)果均滿足光學(xué)設(shè)計(jì)要求。離軸反射系統(tǒng)；金屬鏡；柔性結(jié)構(gòu)；Kinematic定位；有限元方法0 引言近年來(lái)，隨著數(shù)控單刃金剛石車(chē)削（SPDT）技術(shù)的不斷提高，越來(lái)越多的紅外系統(tǒng)采用金屬作為反射鏡材料[1]。和玻璃等非金屬相比，金屬具有低成本、易加工且可以直接安裝等優(yōu)點(diǎn)。紅外離軸反射光學(xué)系統(tǒng)具有遮攔比小，焦距長(zhǎng)，視場(chǎng)大等優(yōu)點(diǎn)，同
紅外技術(shù) 2015年5期2015-04-03
- 大口徑反射鏡輕量化及其支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)式即可得到主鏡的厚度t=93mm。支撐點(diǎn)數(shù)量對(duì)反射鏡鏡面變形影響較大，定義最少支撐點(diǎn)數(shù)為N，有如下規(guī)律［7］:將主鏡各參量代入(2)式中，可推算出N=3.4。由于上述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的結(jié)果未考慮反射鏡鏡體的輕量化，且根據(jù)反射鏡半運(yùn)動(dòng)學(xué)安裝原理中支撐點(diǎn)分布、自由度約束以及結(jié)構(gòu)支撐的穩(wěn)定性等因素，若選用4點(diǎn)支撐方式，必須采用多層支撐形式以滿足自由度約束要求，造成支撐結(jié)構(gòu)剛度低、質(zhì)量大、裝配難度高等缺點(diǎn)，因此，本文中選用背部3點(diǎn)支撐方式，以滿足主鏡對(duì)支撐結(jié)構(gòu)尺
激光技術(shù) 2015年3期2015-03-18
- 3.5 m 口徑空間望遠(yuǎn)鏡單塊式主鏡技術(shù)展望
于3.5 m口徑主鏡技術(shù)的空間望遠(yuǎn)鏡設(shè)想。2 超大口徑空間望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展趨勢(shì)目前世界上已經(jīng)發(fā)射入軌和計(jì)劃發(fā)射的超大口徑空間望遠(yuǎn)鏡光學(xué)探測(cè)譜段主要集中在紅外與可見(jiàn)光波段。對(duì)宇宙中在兩個(gè)主要譜段所呈現(xiàn)信息日益迫切的觀測(cè)需求，驅(qū)使著空間望遠(yuǎn)鏡的口徑不斷朝著越來(lái)越大的方向發(fā)展。在針對(duì)紅外譜段的空間望遠(yuǎn)鏡中，由歐洲空間局(ESA)建造并發(fā)射入軌的赫歇爾空間天文臺(tái)(Herschel Space Observatory)是其中的翹楚。2009年發(fā)射入軌后，它便具有人類(lèi)已發(fā)
中國(guó)光學(xué) 2014年4期2014-11-26
- 2.4米望遠(yuǎn)鏡主鏡鍍膜工藝的研究
)2.4米望遠(yuǎn)鏡主鏡鍍膜工藝的研究倫寶利1，2，3，秦松年1，2，王建國(guó)1，2，范玉峰1，2，3，徐文博1，2，彭煥文1，2，3，常亮1，2，王傳軍1，2，辛玉新1，2，易為敏1，2，3，許玥姮1，2，王雪利1，2，張居甲1，2，李建1，2，和壽圣1，2(1.中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)，云南 昆明 650011；2.中國(guó)科學(xué)院天體結(jié)構(gòu)與演化重點(diǎn)試驗(yàn)室，云南 昆明 650011；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)利用國(guó)內(nèi)首個(gè)自上向下熱蒸發(fā)反射膜的大型鍍膜機(jī)Z
天文研究與技術(shù) 2014年2期2014-05-13
- 多光軸校軸儀調(diào)校關(guān)鍵技術(shù)研究
軸儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由主鏡、次鏡、陶瓷基靶板、照明裝置、擴(kuò)束棱鏡組、雙光楔鏡組和保護(hù)玻璃等組成。如圖1所示，主鏡和次鏡構(gòu)成一個(gè)卡賽格林系統(tǒng)，陶瓷基靶板位于卡賽格林系統(tǒng)的焦面處。被測(cè)光電系統(tǒng)發(fā)射一束激光，激光光束經(jīng)保護(hù)玻璃入射到擴(kuò)束棱鏡組的第1塊反射鏡折轉(zhuǎn)90°后反射到雙光楔鏡組中，經(jīng)雙光楔鏡組多次折射后入射到擴(kuò)束棱鏡組的第2塊反射鏡折轉(zhuǎn)90°后入射卡賽格林系統(tǒng)中，經(jīng)卡賽格林系統(tǒng)主鏡第1次反射和次鏡第2次反射后匯聚到陶瓷基靶板上，激光能量使靶面產(chǎn)生明亮的熱閃光點(diǎn)。
應(yīng)用光學(xué) 2014年4期2014-03-27
- 地基大口徑望遠(yuǎn)鏡主鏡熱控的設(shè)計(jì)原則及方式
度的影響［1］。主鏡視寧度是局部視寧度中尤為受關(guān)注的一種。由于地基望遠(yuǎn)鏡對(duì)自然觀測(cè)條件要求很高，因此觀測(cè)站址往往建立在海拔比較高、大氣視寧度比較好的高原或者高山地區(qū)［2］。這些地方晝夜溫差比較大，尤其是晨昏線附近的幾個(gè)小時(shí)環(huán)境溫度變化尤為明顯。當(dāng)環(huán)境溫度變化較快時(shí)，主鏡的溫度就會(huì)由較高的熱慣性導(dǎo)致溫度高于環(huán)境溫度，如果主鏡的溫度與環(huán)境的溫度差較大，望遠(yuǎn)鏡的圖像質(zhì)量就是嚴(yán)重下降［3］。造成望遠(yuǎn)鏡圖像質(zhì)量下降的原因主要有兩個(gè):一方面是主鏡視寧度的影響，因?yàn)殓R子
激光與紅外 2014年8期2014-03-20
- 九子鏡多鏡望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)仿真方法的研究
的子鏡來(lái)代替整塊主鏡。多望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)是將多個(gè)小口徑的子望遠(yuǎn)鏡排列組合成一個(gè)大口徑的成像系統(tǒng)，通過(guò)相干疊加各子望遠(yuǎn)鏡的成像光束，獲得整個(gè)系統(tǒng)的成像。制造和安裝誤差是影響系統(tǒng)像質(zhì)的重要原因［4］，研究多鏡望遠(yuǎn)鏡、多望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)仿真方法，能為降低系統(tǒng)誤差、提高系統(tǒng)的有效性奠定技術(shù)基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于實(shí)際稀疏孔徑系統(tǒng)仿真方法的報(bào)道還比較少見(jiàn)。本文運(yùn)用ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件擴(kuò)展編程功能，研究和給出仿真多鏡望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)方法。仿真九子鏡多鏡望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的主鏡為球面，
常州工學(xué)院學(xué)報(bào) 2013年3期2013-01-15
- 1.2 m 輕量化SiC 主鏡支撐系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的主鏡材料主要為微晶及超低膨脹系數(shù)( ULE) 材料，該類(lèi)材料具有熱膨脹系數(shù)低、彈性模量小等特點(diǎn)。采用該類(lèi)材料的鏡面受熱效應(yīng)影響較小，但受自身重力影響變形較大。多鏡面望遠(yuǎn)鏡( MMT) 采用了硼硅酸作為主鏡材料，該材料受熱效應(yīng)影響及自身重力影響均較大，需采用主動(dòng)力校正。相比于其他鏡面材料，SiC 材料具有自身重力影響變形小、強(qiáng)度高、反射率高等優(yōu)良性能，是制造反射鏡的理想材料;另外，輕量化結(jié)構(gòu)可以大大降低主鏡本身自重，進(jìn)而降低系統(tǒng)控制難度以及造
中國(guó)光學(xué) 2012年3期2012-10-30
- 大口徑主鏡輕量化結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
言在空間相機(jī)中，主鏡不僅直接決定空間相機(jī)的光學(xué)性能，而且關(guān)系到空間相機(jī)的力學(xué)特性、熱穩(wěn)定性以及相機(jī)的制造難度和成本［1］。由于主鏡設(shè)計(jì)的重要性，國(guó)內(nèi)外的科研工作者為此傾注了大量精力。歐美先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)能夠制備口徑＞2 m的主鏡［2］，而國(guó)內(nèi)由于起步相對(duì)較晚，雖然也取得了一定的成果，但是相關(guān)研究都是針對(duì)口徑為250 ～1 000 mm 的主鏡［3-5］。對(duì)于更大口徑的主鏡，由于鏡體重量、支撐結(jié)構(gòu)及加工工藝等諸多因素的限制，難以達(dá)到鏡面面形精度的要求。為了提高主
中國(guó)光學(xué) 2012年3期2012-10-30
- 空間遙感器中大口徑SiC主鏡的輕量化設(shè)計(jì)
器中大口徑SiC主鏡的輕量化設(shè)計(jì)董吉洪，王克軍，李延春，王海萍（中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長(zhǎng)春130033）考慮到反射鏡質(zhì)量、尺寸對(duì)載荷敏感度、加工困難程度和總成本的影響，闡述了對(duì)空間遙感器大口徑主鏡進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)與優(yōu)化的必要性。敘述了主鏡輕量化技術(shù)的一般規(guī)律，對(duì)幾種輕量化方式進(jìn)行了比較并給出了網(wǎng)格筋大小的確定公式。結(jié)合具體工程的主鏡設(shè)計(jì)，針對(duì)SiC材料的空間反射鏡提出了一種背部半封閉、三角形孔的輕量化形式，用迭代方法完成了輕量化設(shè)計(jì)，并
中國(guó)光學(xué) 2011年2期2011-05-11
- 1 m口徑主反射鏡支撐系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
著決定性的作用。主鏡支撐系統(tǒng)合理與否,在一定程度上影響著主鏡的面形以及望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡處于不同俯仰角時(shí),主鏡的自重方向與主鏡光軸夾角也不同,因此支撐系統(tǒng)必須包括軸向支撐和側(cè)支撐兩部分。早在上世紀(jì) 60至 70年代,就有了經(jīng)典的平板理論和動(dòng)態(tài)應(yīng)力釋放法等被用于預(yù)先分析支撐系統(tǒng)對(duì)主鏡面形的影響[1～4]。隨著光學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)光電經(jīng)緯儀的口徑要求越來(lái)越大,主鏡的口徑、重量也隨之增大,用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)大口徑鏡面進(jìn)行設(shè)計(jì)存在很大風(fēng)險(xiǎn)[5]。目前采用較
中國(guó)光學(xué) 2010年6期2010-11-06
- 敏感器主鏡支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析
反射鏡（以下簡(jiǎn)稱(chēng)主鏡）是光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，主鏡的支撐技術(shù)是主鏡工程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文研究的主鏡形狀是敏感器相機(jī)部件的平背形小口徑主鏡，采用石英玻璃材料，外部圓周孔徑為Φ162mm，中心孔徑Φ46mm。主鏡支撐結(jié)構(gòu)是相機(jī)整個(gè)結(jié)構(gòu)中極其重要的部分，支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，直接關(guān)系到主鏡在各種載荷作用下的面形精度的好壞。因?yàn)?span id="j5i0abt0b" class="hl">主鏡支撐結(jié)構(gòu)在對(duì)主鏡進(jìn)行有效定位的同時(shí)卸載它的自重，以達(dá)到減小鏡面變形的目的。在力的傳遞過(guò)程中，應(yīng)盡量避免較大的集中力的產(chǎn)生，使力盡
制造業(yè)自動(dòng)化 2010年9期2010-07-07
- 人類(lèi)的巨眼
院共同出資。它的主鏡由7塊直徑為8 4米的鏡片組成，其物理直徑為25 4米，而等效口徑為21 4米(也就是說(shuō)觀測(cè)能力相當(dāng)于臺(tái)物鏡口徑為21 4米的望遠(yuǎn)鏡)。GMT具有自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，能夠精確抵消大氣畸變，從而提供比哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的分辨率還高10倍的圖像。天文學(xué)家預(yù)計(jì)，GMT能夠接收到數(shù)十億年前發(fā)出的光線，足以找到宇宙大爆炸后形成的第一代恒星以及太陽(yáng)系外的行星。30米望遠(yuǎn)鏡鏡如其名，同樣有望于2016年首次投入使用的30米望遠(yuǎn)鏡(ThIHvMeter丁ele
微型計(jì)算機(jī)·Geek 2009年3期2009-12-11