离轴卡塞格林光学系统装调技术

介绍了一种离轴卡塞格林光学系统的高精度装配和调整方法。针对离轴抛物面主镜装配难点,通过理论计算及仿真分析,确定粘接形式及粘接面积,利用干涉仪及平面镜实现自准直检测,完成了主镜的微应力装配。结合系统结构特点,通过测量主镜最佳面型,将主镜位置姿态与机械基准建立关系,使主镜光轴与机械基准保持一致。通过分析次镜失调量与系统波相差之间的关系,对次镜进行六个自由度的调整实现系统波相差校正。主镜粘接装配后面型变化小于5%,系统装调后波像差优于0.055λ,均满足了设计指标要求。

背部支撑主反射镜的面形分析与支撑点优化

应用有限元方法对背部支撑的主反射镜进行静力学分析.分别对三点支撑和九点支撑进行计算,得到主镜反射面的变形值.以齐次坐标变换法和最小二乘法为理论依据求解反射面变形的PV/RMS值.利用有限元分析软件提供的二次开发功能,编写计算程序,在软件内部调用该程序直接获得PV/RMS值,利用该值作为优化分析的目标函数,寻求背部支撑的最佳支撑点位置.

700mm光学望远镜结构设计与分析

针对某700mm口径高分辨率光学成像望远镜,提出了一种结构设计方案。对主镜支撑采用9点whiffle-tree底支撑加球头芯轴侧支撑的结构方案,保证主镜具有高面形精度;望远镜镜筒采用碳纤维桁架式结构,既满足望远镜整体重量较轻,又可以保证系统刚度;建立了望远镜有限元模型,分析主镜支撑面形、主次镜相对偏心及系统整体模态特性,其中主镜支撑面形精度可达到λ/40,主、次偏心为0.015mm(水平状态)、0.008mm(竖直状态);使用激光干涉仪及平行光管对望远镜光学指标进行定量检测,光学系统RMS可达到λ/14,鉴别率板检测望远镜分辨率可达到46lp/mm,均接近光学极限水平。为同类望远镜的结构设计提供一定参考价值。

大尺寸望远镜主镜组件有限元分析

为定量分析大尺寸望远镜自身重力对主镜镜面变形造成的影响,采用有限元的手段以非线性分析方法的ABAQUS软件为研究工具对某大尺寸望远镜主镜组件进行了精确有限元分析。在分析过程中将罚函数的摩擦形式引入至主镜组件的摩擦接触中,分别对组件的球头接触、芯轴接触进行了建模,完成了对于组件Y向与Z向的各部分应变分析。分析表明该主镜组件因自身重力作用造成的面形变化非常小,RMS方面的Y向与Z向面形变形分别为16nm和13nm,而主镜绕X轴倾斜量在Y向和Z向分别为0.5″和0.02″,完全满足使用条件。该分析为该望远镜的后续研制提供了参考。

空间太阳望远镜主镜精密温度控制方案介绍

通过光-机-热集成分析,用简单可靠的热控方法,对空间太阳望远镜直径为1 m的主镜进行了热设计:采用周边绝热、将热量从正面传导到背面,再设计装有控温回路和热管的集热板,以及与卫星平台辐射器冷板连接散热,保证了主镜的温度水平和稳定性;在主镜压紧结构前设置挡光板,减少压紧结构引起的主镜温度不均匀.结果表明,利用智能型高准确度控温仪和加热回路的优化设计实现主构架均匀性热设计,采用高传热性能热管排散准直镜热反射面极高热流密度,可以消除主镜周围热环境对主镜温度影响的结论.

捕获与跟踪望远镜光机结构设计

针对某400 mm口径捕获与跟踪望远镜,提出了一种结构设计方案。在该方案中,对主镜支撑采用三点柔性底支撑加球头芯轴侧支撑的结构,避免支撑应力干涉,保证主镜具有高面形精度;在主、次镜连接环节中使用铟钢连杆结构,确保大温差下主、次镜间距的变化在公差范围内,保证望远镜在极限条件下具有良好像质。进而建立望远镜整体结构的有限元模型,分析了主镜面形精度及镜筒结构强度,得出主镜面形均方根(RMS)值优于λ/40,主、次镜相对偏心及倾斜分别为3μm、2.5″,满足指标要求。使用激光干涉仪及平行光管对望远镜光学指标进行了定量检测,发现光学系统RMS值优于λ/14,星点半峰全宽(FWHM)值为1.432,接近衍射极限水平。所设计方案对同类望远镜的结构设计具有一定参考价值。

绝对式光栅尺母尺刻划曝光系统

提出了基于数字微镜器件(DMD)的双曝光头总体结构,该结构可同时刻划母尺的周期和非周期两个光栅码道。单曝光头包含曝光光源、调焦光源、DMD和投影镜头四部分,曝光光源由激光器、准直镜组、二维微透镜阵列和场镜组成。本文利用光学软件TracePro设计该光源,实现了能量的平顶分布,在14mm×10mm的照明面上均匀性达到95%以上。利用光学软件Zemax设计了工作在双波段(曝光光源0.403～0.407μm和调焦光源0.525～0.535μm)的共焦投影镜头,采用了二向色镜和分光棱镜使其能在曝光的同时进行实时调焦,优化后的系统在曝光波段和调焦波段均达到衍射极限,最大畸变为0.009%。与传统的光栅尺刻划技术对比,设计的曝光系统具有工艺简单、制作速度快、精度高等优势,可用于长、超长计量光栅的制作。

拉康镜像理论对幼儿主体教育的启示

学前教育应促进幼儿主体性的发展。依据拉康的镜像理论,主体的形成需要经历前镜像阶段、镜像阶段与俄狄浦斯阶段,最终形成具有"想像界""象征界"与"真实界"三个层次的主体结构,其实质是个体在与他者交往互动中不断以他者的评价与自我的反思为参照建构完满的理想自我的过程。幼儿教育应重视儿童主体诞生的痛苦方式,关注他者对儿童主体形成的解放力量,超越主客二分的二元思维模式,在建立主体间性中促进儿童自我意识的发生发展。

离轴空间遥感器主支撑结构设计

长焦距离轴三反(TMA)空间光学遥感器各光学元件的位置精度和动态稳定性与其主支撑结构相关,因此,本文研究了遥感器主支撑结构设计方案。对比分析了主支撑结构的常用形式,确定了桁架结构方案,并对其进行了材料选择和连接工艺分析。推导了三杆结构(桁架基本单元)的一阶频率解析式,并确定了其最佳形式。在初始设计的基础上,利用灵敏度分析和参数优化设计方法得到了一种24杆式主支撑结构。作为验证,对该支撑结构进行了静态翻转和动力学试验。试验结果表明,主支撑由竖直状态翻转到水平状态后,前端倾角变化小于10″,一阶固有频率为55Hz,振动试验中支杆最大应力为135MPa,满足各项设计指标要求。

Ф2020 mm口径空间红外相机主反射镜设计

针对某Ф2 020 mm主反射镜,为了保证空间红外相机主反射镜具有良好的面形精度及较高的一阶固有频率,对其支撑结构进行了针对性研究。根据反射镜的尺寸形状和面形精度要求,确定了反射镜的背部支撑方案。设计了采用两种柔性方式串联的柔性结构用于主反射镜的支撑,并确定了柔性环节的应力最大位置。采用有限元方法对反射镜组件在力热耦合状态下进行了仿真分析,结果表明反射镜全口径最大面形误差RMS值为27.02 nm,组件一阶谐振频率为95 Hz。对相机处于装调状态装星状态时反射镜的面形进行了有限元分析,结果表明满足总体对主反射镜的设计要求。

空间相机主反射镜的力学计算

本文对空间相机主反射镜的初始设计进行了静力学分析，分别对主反射镜为中心支撑；边缘支撑，水平和垂直放置；载荷为自重ｇ＿ｏ和５ｇ＿ｏ的六种工况，用ＡＮＳＹＳ程序计算了各工况下各单元及节点的变形和应力。生成了主反射镜的实心体模型，算出 了主镜的准确重量。计算结果表明：现有设计满足静力学要求，还有轻量化的余地。边 缘支撑的变形及应力均小于中心支撑。上述结果对主镜改进设计有重要参考价值。

矩形声化学反应器内远场声指向性研究

基于镜像原理,研究了声化学反应器内远场的声指向性.结果表明:声源频率愈高,主声束愈窄,同时旁瓣则受抑制;相邻换能器间距愈大,主声束愈窄,旁瓣峰值愈高.虚源级数与主声束无关,但虚源级数愈高,指向性愈尖锐,且旁瓣受抑制.这表明声化学反应器纵向与横向尺寸的比值越大,虚源级数越高,更能准确描述远场的指向性.

基于动态误差的柔性支撑优化设计

星-地激光通信具有通信距离远、传输信道复杂等特点,为建立稳定可靠的星-地激光通信链路,需要建立大口径的地面站。着重研究了地面站中500mm大口径主镜柔性支撑的点位分布及结构尺寸。让主镜组件既满足刚度需求,也具有柔度缓解其自身动态误差。在Isight平台建立光机热耦合的优化流程。运用Zernike多项式拟合面形得到精准的镜面RMS值;并以此为优化目标,获取柔性支撑点位的最优解及柔性杆尺寸参数的最优解。经过优化,主镜组件可适应温度范围扩大了约30℃;在俯仰角度变化下,主镜RMS值下降约2nm。对设备进行了相关试验,主镜面形均满足指标要求小于0.08λ。

弹载PD制导雷达主瓣杂波镜频干扰抑制方法

主瓣杂波镜频干扰抑制是脉冲多普勒雷达制导导弹低空下视攻击应用中需要解决的关键问题。通过对直接中频采样PD雷达镜频干扰的分析,文中提出了一种基于主瓣杂波速度估计与IQ通道相位差补偿的主瓣杂波镜频干扰抑制新方法。该方法运算开销小,在有效抑制主瓣杂波镜频分量的同时能够保留镜频处可能存在的目标信号分量。理论分析及仿真结果证实了方法的有效性。

梯度温度场下热不敏系统主反射镜性能的研究

星敏感器作为高精度导航仪器,其主反射镜的面型精度是影响导航精度的主要因素。由于星敏感器处于复杂的温度环境中,在主反射镜上会出现梯度温度场,从而引起反射镜面型变化。为保证导航精度,热不敏系统得以发展。该文针对一款热不敏系统的236 mm主反射镜,进行梯度温度场的仿真和实验综合研究,来验证该反射镜能否达到面型精度的指标要求。实验中用加热片模拟主反射镜表面梯度温度场,并用干涉仪检测反射面RMS值。仿真应用Patran、Sigfit等软件进行,边界条件与实验环境保持一致,计算得出主反射镜梯度温度场和反射面RMS值。相同加热条件下,实验和仿真结果的温度变化趋势相同,实验和仿真结果的RMS增长曲线趋势相同。实验测得的RMS值和仿真计算结果的RMS值均小于0.03λ(λ=632.8 nm),满足反射镜指标要求。实验和仿真结果都表明该系统的主反射镜设计满足系统要求。

多物理场下望远镜主次镜失调分析研究

为满足光电跟踪设备的设计精度要求,减小并评估主镜筒变形对主、次镜位置相对变化的影响,利用Ansys Workbench有限元分析软件对主镜筒进行了热稳态分析、静力学分析以及多物理场耦合分析。分析出了主镜与次镜的偏转角,对主镜筒结构提出了相关修改意见。通过仿真所得的结果可知,主镜筒因太阳照射不均而产生的弯曲变形对反射镜的偏转影响最大。为减小反射镜的偏转,将次镜由镜筒支撑改为由次镜支撑架支撑,并加固次镜与调焦机构间的支撑连接。再次对修改后的主镜筒进行了处于水平、上仰45°、上仰90°时的静力学分析,对主镜筒进行了温度场与重力场耦合的多物理场分析。仿真所得的反射镜偏转角度数据将为光电跟踪设备的实验标校提供一定的参考依据。

招平断裂带蚀变岩非镜像对称特征及地质意义

招平断裂带是胶东西北部地区最重要的金成矿带之一,沿该构造-成矿带已陆续发现了以玲珑金矿田为代表的不同规模金矿床十余处,显示该区具有良好的成矿地质条件。招平断裂带构造形式多样,矿化蚀变分带复杂。断裂带以发育连续且稳定的主裂面为特征,以主裂面为中心,上下盘蚀变岩基本呈非镜像对称分布。研究招平断裂带蚀变岩非镜像对称分带特征具有重要的地质意义。

重型货车的主外后视镜

主外后视镜是重型货车上一个重要的安全部件。本文介绍了主外后视镜的具体设计参数和安装位置,为重型货车的主外后视镜设计和安装提供了参考依据。

基于多波长激光器的带通微波光子滤波器设计

提出了一种基于多波长光纤激光器的可调谐的带通微波光子滤波器。它以可调谐多波长光纤激光器作为光源,将相位调制器和色散器件相结合,通过在普通单模光纤中相位调制到强度调制的转换效应消除了低频谐振峰实现了带通微波光子滤波器。利用双折射光纤环镜输出谱中的一个窗口对多波长激光信号频谱进行加窗处理,使微波光子滤波器的边瓣抑制比提高了约11dB。通过调节多波长光纤激光器中的偏振控制器可以使输出多波长激光信号的相邻波长间隔得到调节,从而结合普通单模光纤的色散延时作用可以使微波光子滤波器的通带中心频率在7.66GHz范围内调谐。