620mm薄镜面主动光学望远镜校正实验

对620mm 口径薄镜面主动光学望远镜进行了主镜面形校正和系统波像差校正实验。主镜支撑结构由轴向36 个主动支撑点和侧向6 个被动支撑点组成, 其中轴向33 个支撑点用于主动校正,3 个作为虚拟硬点用于控制主镜空间位置;利用研制的Shack-Hartmann（S-H）传感器作为检测设备,采用最小二乘法计算校正力。实验中在对系统校正能力测试的基础上,选择了中低频Zernike 像差参与校正。通过将S-H 传感器固定在主镜曲率中心位置, 完成了主镜在不同俯仰角下的面形校正, 将初始状态约0.6RMS 校正到/12～/15RMS。而后通过平行光管发出的星点目标,对望远镜系统进行了波像差校正,使系统波像差从初始约0.65RMS 校正到约0.2RMS,分辨率由18 lp/mm 提高到45 lp/mm。     

主动光学技术在薄镜面中的应用及算法研究

针对采用准zemike多项式拟和法求主动光学校正力的过程中,因为准zernike多项式的不正交性造成求解误差大、求解不稳定的问题,提出了对准zernike多项式进行householder变换的方法.该方法不同于传统的最小二乘法和Gram-Schmidt正交化方法,它避免了因构造法方程组出现严重病态而引入的计算误差.根据该方法求出主镜的刚度矩阵,然后采用阻尼最小二乘法求校正力.基于此方法对直径为400mm的实验镜进行了多次仿真计算,计算结果表明,采用householder变换后波面拟和精确,求解稳定,校正效果较好.     

薄镜面主动光学力促动器组控制软件系统设计

设计了上位机软件系统,对用于薄镜面主动光学的力促动器组进行控制实验。首先,从功能和性能两方面分析了力促动器组控制实验对软件系统的需求。然后,根据应用需求设计了校正、实验、装调、停机、复位5种工作模式,并讨论了不同工作模式之间的转换条件。接下来,将软件系统按应用层次分为数据传输、数据处理、界面3个模块,并给出了每个模块的设计方案。最后,在各个工作模式下对软件系统进行了测试,并在校正模式下对铝镜进行了校正实验,测试和实验结果表明,此软件系统可以满足预期的实验需求。     

地基大口径望远镜主镜主动支撑系统综述

主动支撑技术作为地基大口径望远镜建造的核心技术,直接影响望远镜的观测能力,一直以来备受关注。文章系统性地总结了地基大口径望远镜主镜的定位系统和支撑系统。定位系统包括三点硬点定位、六杆硬点定位;支撑系统包括采用不同促动器结构的轴向支撑系统及采用“竖直推-拉”、“斜向推-拉”和“推-拉-剪”形式的径向支撑系统。文章还结合了国外采用主动支撑结构的大口径望远镜,对其主动支撑技术进行了详细介绍和总结分析,希望为大口径望远镜主镜主动支撑设计提供一定的经验参考。     

拼接式望远镜主镜主动支撑技术综述

拼接式望远镜由于主镜加工难度低、运载方便和制造成本低等特点已成为未来大口径望远镜的重要发展方向之一.主动支撑技术的成功应用为拼接式望远镜共焦共相调节提供了充足的保障.针对拼接式望远镜主镜主动支撑系统,本文首先简述了其所涉及的主要技术,之后对具体应用实例进行归纳与分析,最后为拼接式望远镜主镜支撑系统的设计提出建议,对未来...     

大型光学望远镜子镜单元微位移促动器综述

微位移促动器是拼接镜面望远镜子镜主动支撑系统中的关键执行机构,在应用中必须同时满足大行程、高精度和高负载等要求.随着望远镜口径的不断增大,促动器在保持高精度和高负载的同时还应具有更大的行程,这对促动器的设计来说是一个挑战.为了寻找微位移促动器结构的可行方案,给促动器的研究人员提供系统的参考,本文针对大型光学红外拼接镜面...     

空间光学遥感器光学镜面有限元分析结果的后处理

光学镜面是空间光学遥感器的重要组成部件,刚体位移和面形误差是评价其环境适应性的重要指标。介绍了一种从Pantran/Nastran软件的有限元分析结果中提取光学镜面的刚体位移和面形误差的方法。首先对Patran输出的原始数据进行预处理,消除原始数据误差;然后采用坐标变换法计算光学镜面的刚体位移,并通过法方程法直接进行求解,没有出现病态矩阵问题;最后通过球面方程拟合法计算光学镜面的面形误差,将球面拟合问题转换成3变量最优化问题再进行处理,并采用高斯-牛顿法进行数值迭代求解。经工程实践证明,该方法具有计算简洁准确、计算速度快等特点。     

高陡度深型光学元件主动平滑技术研究北大核心

提出一种针对高陡度非球面元件表面中频误差的主动平滑技术。通过构建离轴高陡度非球面平滑加工接触模型,获得加工过程中的不吻合度分布,设计主动平滑工具。采用有限元分析方法模拟主动平滑过程中磨盘材料、厚度及结构之间的关系,获得优选的主动平滑参数。实验结果验证了计算模型的准确性及主动平滑技术对于高陡度非球面元件的中频误差具有更好的平滑效果。     

基于主动光学的大口径反射镜硬点定位技术

大口径望远镜主镜、副镜等反射镜相对于其镜室的位置和方向靠硬点来保证,它是主动光学系统的关键组成部分,对提高望远镜的成像质量和安全防护性能具有重要的作用。本文全面地概述了大口径反射镜不同类型硬点定位的结构及工作原理,并详细介绍了E-ELT、VLT、VISTA、LSST望远镜中的硬点定位技术,它们是不同类型硬点定位的典型代表。最后,总结了大口径反射镜硬点定位的发展趋势,指出六杆硬点定位最有应用前景,并深入地论述了其结构特点及关键技术,提出了一系列提高其定位精度、轴向刚度及安全可靠性的方法。     

2m主镜主动支撑优化设计

结合某空间光学系统的任务需求,对其2m口径主镜的支撑难点作了详细的论述。为了使主镜达到光学设计所要求的面形精度,运用了结构有限元法和优化设计方法对主镜进行了支撑位置优化;并分别针对主镜轴向1 g 重力载荷、轴向1 g 重力载荷耦合1℃均匀温升两种工况,以主镜镜面RMS 为目标函数、力驱动器驱动力为优化变量进行了多参数优化。通过优化获得了最佳的驱动力组合,镜面RMS 分别达到19 nm、43 nm。该方法具有一定的应用价值。     

基于合成双射流与翅片主-被动组合的大功率LED阵列散热实验研究

为了更好地解决大功率LED散热问题,促进其集 成化,提出了一种基于合成双射流(DSJ)与翅片主-被动 组合的散热方式。通过实验对比,分析了4种不同方式的散热特性。结果表明,采用DSJ 单独散热, 芯片温度会迅速下降并趋于稳定;采用DSJ与翅片主-被动组 合结构,芯片稳定温度相对于商用翅片下降了15℃,不仅散热效果显著,而且结构紧凑。