大口径球面镜支撑系统的优化设计

应用有限元法并借助于有限元分析软件,建立了轴对称平面单元和三维实体有限元模型.对1.2m球面反射镜的支撑系统进行了优化设计,优化确定了轴向支撑圈数、支撑半径和支撑点排列组合、侧向支撑位置.分析计算出主镜在水平放置轴向支撑作用和竖直放置侧支撑作用下重力引起的镜面面形误差RMS值分别为2.5nm和3.16nm,满足设计指标要求,预示了所设计的支撑系统方案的合理可行性.

ICF瞄准定位系统的设计

将“神光Ⅱ”装置的原瞄准定位系统改为全反射式 ,可以用各波长的三倍频激光打靶 .

300mm平面标准镜装卡结构的关键参数

为了实现大口径平面标准镜的高精结构装卡,对其在重力作用下的面形变化进行了研究。首先,对结构胶的有限元建模进行了理论分析,建立了大口径平面标准镜胶结装卡结构有限元模型。然后,分析了不同胶点数量及分布、不同胶接面积以及不同镜框支撑方式等关键结构参数对参考面面形的影响。最后,设计了大口径平面标准镜胶结及支撑的结构。结果表明,采用胶点直径为5 mm,12×3胶点分布形式胶结时,参考面面形的PV值为24.06 nm,RMS值为6.78 nm,满足了大口径平面标准镜面形精度的要求。

高能激光反射镜热变形补偿

研制了一套由压电陶瓷驱动器、压力传感器、环状力施加机构和控制电路组成的反射镜动态热变形补偿系统用于补偿激光反射镜热变形球差。圆形反射镜在两个同轴不同半径的环形力作用下,其内环区域产生曲率可变的抛物面形变,由此补偿反射镜热变形带来的球差项。对镜体进行了有限元数值计算,建立了变形量与沉积热量与受力的关系。采用口径为100mm,厚度为8mm平面反射镜进行了受力-变形以及辐照-受力-变形实验,利用干涉仪对面型进行监测。研究表明,在不同推力作用下,有效区域内变形始终保持抛物面形。给出了推力-面型变化曲线,在225N推力下,中心最大变形超过3μm。在不同热沉积量下,镜体中心位移和受力保持线性关系,力-变形系数为0.013μm/N。

Φ1.2m球面镜支撑的力学分析和试验研究

通过使用有限元软件对大镜面进行模拟计算和分析,可以预先确定加工和装校支撑方法是否符合设计要求,从而有效地减少了设计的盲目性。分析计算了口径为1 2m的球面镜在不同工况下的受力变形。按选择的支撑和检验方式进行了装校试验,实际的球面镜检验结果验证了分析的正确性。

中国网络公共空间:镜像、异化与理性建构

Web2.0时代开辟了双重公共空间:社会公共空间与虚拟公共空间。虚拟公共空间打破了社会公共空间中阶层排列结构,不同阶层主体源于"深层心理感知",按"我者"镜像与"他者"镜像原则,在虚拟公共空间对流、重组、互动。中国虚拟空间在多数暴力与商业侵蚀双重侵略下同时呈现公共性异化,导致"沉默的螺旋"。网络理性的建构与过滤,使虚拟公共空间逐步回归到理性"公共场域"。

基于数字微镜器件的共轴红外双波段投影光学系统设计

基于动态红外景象模拟技术的需求，设计了一个基于数字微镜器件的红外双波段投影光学系统：焦距150mm，相对口径1：2，全视场角为5．3°，工作波段为红外中波（3～5μm）和红外长波（8～12μm）．系统采用共轴式，由三片球面透镜和一个投影棱镜组成，使用Ge、ZnS和ZnSe三种普通红外材料．引入一个二元光学衍射面，使系统具有结构简单、重量轻、成本低等优点．设计结果表明：在截止频率17ly／mm、像距5．6mm时，光学系统的红外中波的调制传递函数接近0．7，红外长波的调制传递函数大于0．5，设计结果接近衍射极限，能够满足红外景象模拟器的总体设计要求．

大曲率半径球面反射镜球面误差的改善

结合环形抛光工艺,提出了新的球面抛光方法,以满足环形激光器、同步辐射加速器、光学振荡器等对大曲率半径球面反射镜球面误差的特殊要求。基于Preston抛光方程,分析了传统工艺在抛光过程中球面区域沿径向不同点的相对运动轨迹,建立了抛光过程材料去除模型。运用所建立的数学模型对大曲率半径球面反射镜传统抛光过程进行计算机仿真,揭示了传统抛光方法产生球面误差的两个原因,即工件无法始终处于抛光盘工作区域内以及工件自转与抛光盘转速不一致。由此提出增大抛光盘面积和驱动工件同步转动两条措施来降低球面误差。应用提出的新工艺加工了半径为6 000mm的大曲率半径球面反射镜,测试显示其球面误差ΔR/R<0.02,粗糙度小于0.25nm,表面疵病达到0级,满足设计要求。

高精度6inchF/5.4球面标准具结构研究与设计

193nm光刻投影物镜光学元件面形精度为纳米级,因此要求检测精度为纳米到亚纳米级。在高精度的光学元件面形检测中,为了保证检测的精度,干涉仪标准球面镜的精度要优于λ/40。根据检测要求,设计了一种新的标准镜装卡结构。采用有限元方法分析了参考面在重力作用下的面形变化情况,其最大面变形变化峰谷(PV)值仅为4.88nm,均方根(RMS)值为1.04nm。同时对不同环境温度下参考面的变形进行了计算得出面形的峰谷值和均方根值。利用标准具面形的Zernike系数,得到了标准具系统的MTF,以实现标准具在重力作用下的像质评价。结果表明,所设计的标准具的结构可以满足标准具的设计要求。最后设计了差动螺钉驱动误差补偿机构。

基于单片机的光谱反射率试验台

介绍了一种由MCS - 5 1单片机实现的数字化后视镜光谱反射率试验台 ,着重讨论了系统的硬件设计 ,并研制了光谱反射率试验台。文章最后进行了误差分析 ,给出的试验数据表明 ,该设计是合理有效的。

电偶极子与介质球系统的镜像电荷

将镜像法用于介质中的静电问题,讨论了电偶极子和介质球系统的镜像电荷分布,得出用电像系描述电势的严格表达式,并与电偶极子和导体球系统的镜像电荷分布进行了比较。

计算超薄镜最接近球面的非球面梯度法及有限元分析

利用超薄镜的弹性变形,通过主动光学技术将超薄球面镜变形为所需精度的非球面镜,可以避开大口径超薄非球面镜的制造难题。在分析了传统的非球面超薄镜最接近球面选择原则的基础上,提出了以非球面梯度作为选择原则的依据。针对一个实例,用非球面梯度法和最小二乘法分别求出两个最接近球面并对它们进行有限元法的变形分析,对它们变形后的面形精度和最大应力进行了比较。结果表明,在相同的边界条件、加载个数和加载位置的条件下,以非球面梯度法求出的最接近球面在变形后不仅应力小,且更有利于提高面形精度。

带电双导体球之间的表面电荷分布

用电象法计算分析两个带电导体球由于静电感应而出现的球面面电荷分布.计算分析了随像电荷个数及其中一个球半径变化时的球面电荷分布问题.

球棱镜及其应用

现代科技的迅速发展促进了非共轴光学系统的发展和日益广泛的应用。球棱镜是非共轴光学系统常采用的光学元件之一。合理采用球棱镜元件可以设计出一系列具有不同用途的光学系统。它们具有尺寸小、重量轻、结构紧凑等特点，并且具有共轴光学系统难以达到的一些光学性能，因而也拓宽了光学系统的应用范围。本文从非共轴光学系统出发，对球棱镜的种类和性能特点进行了阐述，并介绍了其在非共轴光学系统中的几种应用。

相切双导体球的电容公式研究

鉴于相切双导体球的电容公式是由级数表示的,为了研究其简洁的表达结果,再次运用镜像法研究了相切双导体球电容的通用公式,创造性地应用"平衡缩放"方法得到了一个比较简洁的近似公式,根据应用MATLAB软件对近似公式与精确公式的3种误差比较,证明了该近似公式具有非常高的精确性,完全可作为常用公式使用,该近似公式具有很好的实用性和通用性.另外,在与其他结论对比时证明了其他结论的正确与否.

超光滑镜面散射测量方法研究

光学散射会对光学系统造成系统损耗,成像质量下降等危害。针对高反镜的散射光在光学系统中的影响,本文提出了使用总积分散射法来测量散射光总量,得到散射光在总反射光中所占的比值。该方法运用总积分散射理论,并结合积分球的光度特性,搭建了比较法总积分散射仪,测试了镀银膜的高反镜的总积分散射。实验结果表明,该装置测得的总积分散射值与用德国汉诺威激光中心生产的总积分散射仪得到的测量结果非常接近,均在300 ppm^500 ppm之间,验证了该装置的可行性。

大孔径球面镜轴外点的共轭象性质研究

提出一种研究大孔径球面镜轴外点共轭象性质的基本思想，探讨了球面镜成像的规律．文中推导了球面镜成像的计算模型且给出了点光源和圆形平面光源成像的计算方法．通过计算，得出了关于共轭象性质的统计特性．结果可应用于瞬态表面温度传感器动态校准的实验设计．

关于两个带电导体球的相互作用力问题

利用镜象法计算导体球的电容系数,得出带电系统的静电能,然后由虚功原理求出两带电导体球的相互作用力。通过数值计算直观地反映了两导体球作用力随各参数的变化规律并对结果进行了分析讨论。

2m量级SiC非球面反射镜的摆臂轮廓检测

提出采用摆臂式轮廓检测的方法,实现超大口径Si C反射镜面形的高精度轮廓检测。阐述了采用摆臂轮廓仪检测超大口径反射镜的基本原理和具体实施流程;介绍了基于扫描线交点高度一致性的特点进行面形重构的算法,以及针对离焦量测量不准的问题,采用激光跟踪仪对面形离焦量进行辅助测量的手段,建立了综合优化的检测模型;结合实例对口径为2040 mm的同轴抛物面Si C反射镜进行了摆臂轮廓检测,检测精度均方根(RMS)为0.46μm,与干涉仪检测结果对比偏差0.03μm。该技术与加工机床集成实现了反射镜的在位检测,以非球面的最接近球面为测量基准,提供了一种精确、高效地测量超大口径光学非球面面形的方法,满足了大口径Si C反射镜在研磨阶段的高精度轮廓检测需求。