中间像面非理想成像的近红外折反射系统光学装调方法

近年来,基于中间像面非理想成像的近红外折反射系统应用广泛,但由于该波段干涉仪的价格昂贵且难以维护,其应用并不普及,因此在该类系统集成阶段,通常只能采用传统的机械特征定位方式(例如采用中心偏测量仪辅助定位)进行装调。由于传统机械定位方法无法直接借助干涉仪对系统出瞳波像差进行实时高精度监测,即不能通过观察各视场像差变化规律来指导装调,导致系统的装调效率和精度通常难以保证。针对一个口径为150 mm、焦距为450 mm的中间像面非理想成像近红外折反射系统的高精度光学装调方法开展研究,通过对系统中继透镜组透镜薄膜进行包含常用干涉仪工作波长(λ@632.8 nm)的设计,来实现利用可见光激光干涉仪对系统波像差进行高精度检测的目的,然后研究了系统各装调自由度和系统初级波像差的敏感度关系,以失调敏感度单变量分析为基础,分析了各失调维度间的耦合作用特性,在此基础上提出了次镜和中继镜组相互反复迭代联调的光学装调方案。整机装调后,光学系统各视场波前误差(RMS)和设计仿真结果数值大小大致相同,方向一致,均达到成像质量要求。

大口径SiC反射镜的焊接加工和测试

SiC是目前空间用大口径反射镜的首选材料,随着空间光学系统的发展,出现了1m以上空间用SiC反射镜的需求。对该反射镜采用焊接拼接然后再进行加工可以节约成本,降低风险。作为演示实验件,首先,对直径为600 mm的焊接SiC反射镜进行了焊接拼接,粗磨成型、精细研磨和粗抛光。然后,采用CCOS技术对反射镜进行了精抛光,并分析了加工过程中焊缝边缘优先去除的原因和抛光过程镜面变形对加工结果的影响。最后,反射镜面形收敛到RMS值1/20λ(λ=632.8 nm)。结果表明,所采用的焊接技术和加工工艺制造的反射镜可以满足空间反射镜的需要。

反应连接230mm口径RB-SiC反射镜

针对传统工艺难以制备口径大于1.2m的整块反射镜的问题,提出了反应连接制备大口径RB-SiC反射镜的工艺。该工艺在素坯阶段实现连接,一次反应烧结完成坯体的致密化和镜体的连接。采用该工艺制备了230mm口径的RB-SiC反射镜,并使用FSGJ-2光学数控机床对反射镜进行了研磨、粗抛光和精抛光加工,其镜面面形精度RMS值达到了λ/50(λ=632.8nm)。在环境温度(20±3)℃检测了连接反射镜,其面形变化RMS值小于λ/300,热循环试验前后连接反射镜面形没有明显变化;连接镜体表面在焊缝处粗糙度Ra<3.3nm,连接层与基体的显微结构基本相似,热性能相匹配。研究结果表明,用新型反应连接技术制成的RB-SiC反射镜可以满足空间光学应用要求。

子孔径拼接干涉测量一大口径双曲面(英文)

为了无需辅助元件就能够实现对大口径非球面的检测,将子孔径拼接技术与干涉技术相结合,提出了一种利用子孔径拼接干涉检测非球面的新方法。分析了该技术的基本原理,并基于齐次坐标变换、最小二乘拟合建立了一种综合优化的拼接模型,在此基础上初步设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装备。利用该方法对一口径为350mm的双曲面进行了5个子孔径的拼接检测,得到拼接后的全口径面形误差的PV值为0.319λ,RMS值为0.044λ(=632.8nm)。为了对比和验证,对该非球面进行了零位补偿检测,两种方法测量所得的全口径面形分布是一致的,其PV值和RMS值的偏差分别为0.032λ和0.004λ。实验结果表明:该数学模型和拼接算法是准确可行的,从而提供了一种非零补偿测试大口径非球面的手段。

子孔径拼接检测大口径非球面技术的研究

为了无需其他辅助光学元件就能够实现对大口径非球面的测量,提出了子孔径拼接干涉检测方法。并基于齐次坐标变换、最小二乘法以及Zernike多项式拟合建立了综合优化和误差均化的拼接数学模型;开发了子孔径拼接检测非球面算法软件,进行了计算机模拟和仿真实验;设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装置,并利用子孔径拼接实现了对口径为350 mm的双曲面的检测;为了分析和对比,对待测非球面进行零位补偿检测实验,子孔径拼接所得的面形分布和零位补偿检测所得的全口径面形分布都是一致的,其面形误差PV值和RMS值的偏差分别为0.032λ和0.004λ(λ=632.8nm)。从而提供了除零位补偿检测外另一种定量测试非球面尤其是大口径非球面的手段。

一种SiC非回转对称非球面的加工与检测

针对一种SiC材质的非回转对称非球面元件,本文介绍了该元件的加工和检测方法。该实验件的理想面形方程为z=3λ(x3+y3)(x,y为归一化坐标,λ=0.6328μm),镜胚材料为Φ150mm的SiC,加工方式为数控机床和手工研抛相结合。在加工过程中为提高加工效率缩短加工时间,选择平面作为最接近表面并认为去除了面形中的倾斜项。去倾斜之前最低点的材料去除量为3.8μm,而去倾斜后则为2.06μm。本文提出了一种新的基于数字模板的非零位检测方法。直接采用Zygo平面干涉仪检测工件,检测结果可以分为三部分:工件实际面形与理想面形的误差,工件理想面形与平面波前的误差和非共路误差。其中第二部分可以事先计算出来并转换为系统误差文件在检测过程中自动去除。通过在相同条件下检测一个已知的球面样板验证了非共路误差对于检测结果的影响可以忽略不计。由此在一次测量中可直接得到面形误差。实验结果表明,基于这种检测手段最后测得实验件的面形精度PV达到0.327λ,RMS优于0.025λ,达到设计要求。

磁流体辅助抛光工件表面粗糙度研究

给出了磁流体辅助抛光的机理,以及依据Preston方程建立的磁流体辅助抛光的数学模型。并通过实验详细研究了磁流体辅助抛光后工件的抛光区形状,以及抛光区内表面粗糙度情况。最终加工出了表面粗糙度为0.76 nm(rms值)的光学元件,其高频表面粗糙度达到0.471 nm(rms值),满足了对一定短波段光学研究的要求。结果表明:磁流体辅助抛光可以用于对光学元件进行超光滑加工;在磁流体辅助抛光过程中,较大粒度的磁流体抛光液有利于工件表面粗糙度快速降低,较小粒度的磁流体抛光液可以获得更加光滑的光学表面。

镍磷合金镀层表面磁流变抛光效率实验

分析了化学镀Ni-P合金沉积机理中最为重要的原子氢理论,简述了磁流变抛光过程中材料去除机理,并选取在磁流变抛光过程中主要的工艺参数进行正交实验。利用Zygo干涉仪等实验仪器检测实验件面形,计算出每个去除函数的峰值去除率。通过实验数据分析各因素对Ni-P合金镀层抛光效率的影响规律。实验结果表明各因素对Ni-P镀层抛光效率的影响关系:抛光粉浓度>抛光间隙>抛光轮转速>镀层厚度,通过实验并结合工程实际情况对各工艺参数进行了优化,为后续Ni-P合金镀层非球面表面抛光打下基础。

大口径超轻量化碳化硅反射镜超精密铣磨技术(特邀)

在分析了超轻量化大口径碳化硅(SiC)反射镜(轻量化率≥90%)表面去除原理和难点的基础上,为了实现此类型反射镜的快速加工,提出了一种采用有限元分析进行验证的五轴高效超精密铣磨方法。通过对反射镜铣磨过程中产生共振的机理进行分析,解释了共振的原因,利用有限元分析方法进行仿真模拟,验证了加工过程镜面不会被破坏且系统不发生共振,设计环形工装支撑并对口径Ф510 mm、壁厚4 mm、轻量化率92%的SiC反射镜进行快速铣磨加工。反射镜初始面形峰谷(PV)值为956.1μm,镜面去除量为1 mm,加工时间仅为48 h,相较于人工研磨研制周期降低了90%。通过检测,反射镜面形PV值为3.5μm,满足反射镜抛光前面形精度优于4μm的要求。

基于PSD评价及伪随机轨迹的单晶碳化硅表面粗糙度研究

随着新能源、特高压需求爆发,以单晶碳化硅为代表的第三代半导体技术近几年得到了飞速发展,大口径单晶碳化硅材料制备已经成为现实,相比于目前已成熟应用的RB-SiC材料,单晶碳化硅不需要通过CVD或PVD改性就可以获得1 nm甚至更优的表面粗糙度,在光学元件领域的应用具有广阔前景,但同时加工难度高是亟待解决的问题。为了解决单晶碳化硅材料在光学加工过程中的粗糙度问题,提出了一种基于PSD评价及熵增理论的伪随机轨迹加工改善粗糙度的方法。相较于传统单一的Ra值评价方法,通过引入PSD曲线丰富了粗糙度评价的维度;利用对熵增理论的分析,从理论上讨论了确定性抛光轨迹和伪随机轨迹对粗糙度尺度下累计误差影响的区别。通过对6 in(1 in=2.54 cm)单晶碳化硅进行多轮抛光实验,结果表明:在相同初始粗糙度情况下,确定性轨迹与伪随机轨迹虽均得到了Ra约1 nm的粗糙度值,但PSD曲线可以明显看出确定性轨迹出现了尖峰,而伪随机轨迹则更为平滑。验证了特定采样区间下的PSD曲线作为粗糙度评价手段的有效性,同时论证了伪随机轨迹相较于确定性轨迹在单晶碳化硅材料抛光上的优势。

平面镜子孔径加权拼接检测算法(特邀)

为了解决大口径平面反射镜高精度检测问题,建立了一种基于全局优化的子孔径拼接检测数学模型,同时提出了一种拼接因子用于重叠区域取值。基于上述方法,结合工程实例,对一口径为120 mm的平面反射镜完成拼接检测,检测中共规划了四个待测子孔径,为了对比文中所述算法与传统最小二乘拟合拼接算法的拼接性能,分别利用两种算法完成了待测平面镜的面形重构。实验结果表明,两种算法所得拼接结果光滑、连续、无"拼痕",同时分别将两种算法所得拼接结果与全口径检测结果进行了对比分析,从传统拼接算法残差图中可以看到明显的"拼痕",而加权拼接方法得到的拼接结果光滑、连续,同时其残差图的PV与RMS值分别为0.012λ与0.002λ,小于传统算法残差图的PV与RMS值,验证了算法的可靠性与精度。

椭圆形平面镜的高精度面形重构技术

为了实现大口径椭圆形光学平面镜的高精度面形测量,提升大口径望远镜系统的像质,本文对椭圆形平面反射镜面形的绝对检测算法进行了研究。首先,对椭圆形镜面进行了多项式正交化拟合研究。接着,对绝对检测算法进行了理论研究,利用正交化绝对检测算法可以有效分离参考镜与待测镜的面形误差,从而实现待测椭圆形平面镜面的高精度面形重构。为了证明上述方法的实际检测精度,本文对250 mm×300 mm的椭圆形镜面进行了绝对检测模拟与检测实验。对参考镜面形精度不高的情况进行了仿真计算,实验中利用光阑在Zygo300 mm口径标准平面镜头中选取250 mm×300 mm椭圆形检测区域,采用150 mm口径Zygo干涉仪对上述椭圆形区域完成绝对检测,并基于上述正交化绝对检测算法对椭圆形平面镜实现了面形重构。实验结果表明,利用本文所述方法可以实现参考镜与椭圆形待测镜面的面形误差分离,绝对检测结果的残差图RMS(Root-mean square)值为0.29 nm,证明了本文所述方法的可行性。利用上述方法可以实现椭圆形平面反射镜的高精度面形重构。

结合CGH与辅助透镜的长焦距非球面反射镜检测(特邀)

目前,一些大口径光学望远镜主镜的曲率半径已经达到了几十米量级,若单纯利用计算全息实现对镜面进行面形检测,则检测光路长度不低于其曲率半径长度。受场地大小及环境气流扰动等因素的限制,该条件下难以实现对镜面的高精度测量。为了解决大口径长焦距光学镜面的高精度面形检测问题,提出了一种混合补偿干涉检测方法。该混合补偿方法结合了计算全息图和辅助透镜,在有效地缩短检测光路长度的前提下,可以实现对非球面镜面的零位补偿干涉测量。在光路设计中,需要有效地实现混合补偿光路光学设计参数优化以及对CGH衍射级次的分离;同时,检测光路长度应小于非球面反射镜曲率半径大小,以实现缩短检测光路长度的目的。通过对EELT主镜镜面进行仿真检测,结果表明:该方法检测光路长度可缩短至镜面曲率半径长度的1/8以内,设计检测精度优于RMSλ/100(λ=632.8 nm)。上述仿真结果证明了该方法可以在缩短检测光路长度的情况下实现对待测非球面反射镜的高精度面形检测。

油脂类现结构性套利机会

油脂是农产品期货中最为活跃的品种之一。南于其上市较早，相关信息流动性高，基本面和技术面研究相对完善，加上油脂市场与外盘联系紧密、金融属性强、日内波动幅度较大等特点，其已经成为投资者青睐的品种。而近段时间，宏观经济面的波动导致整个商品市场陷入调整，金融属性较高的油脂市场也出现断崖式下跌，豆棕的回调都已超过了前期上涨高度的50％，而菜油也表现出较强的抗跌性。面对系统性风险加剧，不确定性因素增强，很多投资者出于对市场的担忧，选择在当前离场观望。

蓝筹股已现投资价值

沪深300等蓝筹股的静态市盈率不足13倍，动态市盈率仅略高于11倍，从估值角度来讲，蓝筹股确实出现了罕见的投资价值。同时，期指也突破了牛熊分界的半年线，久违的上升行情或许正在酝酿之中。

大口径凸非球面反射镜检测补偿器的误差标定

大口径凸非球面反射镜的检测是非球面检测中的难题，而零位补偿检测方法是精确检测大口径凸非球面反射镜的有效检测方法之一，但是随着补偿器口径的增大，在补偿器的加工和装调中难免引入误差。文章针对与球面偏差不大的凸非球面反射镜补偿检测，提出了一种用标准球面在线标定补偿器误差的方法，并对一凸非球面补偿检测中的误差进行了标定，使用标定后的补偿器对该凸非球面反射镜进行了补偿检测，并对标定误差进行了分析，标定前补偿器误差方均根值（RMS）为0．097A（波长λ=632．8nm），标定后综合检测误差RMS值小于0．0046λ，满足该凸非球面反射镜设计精度要求。

轻质碳化硅反射镜抛光过程镜面变形影响的研究

轻量化的碳化硅反射镜有自己独特的结构特点,加工中的变形与传统实体反射镜不同,对加工后的面形结果有独特的影响。对一直径为318mm的轻量化碳化硅反射镜进行了传统的研磨抛光,由于镜面变形对抛光结果带来了很大的影响,其面形误差的RMS值在0.048λ(λ=0.6328μma)左右就不再收敛。对抛光状态的镜体进行了有限元分析,探讨了减轻镜面变形对抛光结果影响的方法。采用计算机控制小磨头对该反射镜进行了确定性抛光,有效地降低了镜面形变的影响,使面形满足了精度的要求。

固着磨料加工高精度碳化硅反射镜粗糙度的人工神经网络研究

固着磨料工艺主要针对某空间相机的高精度平面折反镜而开发，分别从微观结构的仿真计算和人工神经网络两个角度对此工艺加工碳化硅反射镜表面粗糙度进行分析。一方面引入了二维粗糙度的在微观结构仿真概念，在人工神网络方面使用双隐层神经网络对固着磨料工艺的加工结果进行了分析，使得网络的性能大幅提高，收敛结果达到了8．4075×10^-5，并对网络性能进行了验证，标准化后的预测集与实验验证集距离偏差为0．2113。完全满足固着磨料工艺对表面粗糙度的预测需求。

150mm口径SiC双曲面的检测和对准方法研究

为了实现口径150 mm凸双曲面SiC反射镜的面形检测，分别设计了传统的Hindle球检测、Simpson Hindle式检测和非球面样板法检测。经过检测精度、公差等方面的比较，选取了检测精度高、公差宽松、支撑结构简单的Hindle球检测方案。经过研磨、抛光等加工过程，目前面形精度达到0.023λ（均方根值）。在检测光路的对准和几何量测量方案中，提出采用干涉仪和激光跟踪仪相结合的方法，利用干涉仪对靶标球球面干涉检测对准，分别测量得到干涉仪出射光会聚点和Hindle球心的空间坐标，这两点对应着被检测凸双曲面的两个几何焦点，进一步计算得到被检双曲面的几何参数。误差分析表明，采用这种方法顶点曲率半径R和二次常数K的测量精度分别达到0.053 mm和9.6×10^-5。