弯月薄镜的侧向支撑

弯月薄镜在侧向均匀承重和弯月薄镜在采用侧向均匀承重和等间距竖直推拉侧向支撑方式时,等间距竖直推拉侧向支撑方式时,会产生明显的弯曲变形问题。为消除附加弯矩带来的镜面变形,本文分析了弯月薄镜的结构特点,提出了适用于弯月薄镜的等角间距推一拉一剪切和不等角间距推一拉一剪切两种侧向支撑方式。通过在侧向支撑上增加轴向剪切平衡作用力分量,推导了在上述两种侧向支撑方式下各向作用力分量的表达式。针对1.23 m弯月薄镜,优化出切向分量最佳比率β为0.75。对16点等间距侧向支撑增加轴向剪切分量后,镜面变形RMS值由1259.1nm减小到3.4nm,无需轴向主动校正即可获得较好的支撑面形。不等角间距侧向支撑方式则解决了等间距侧向支撑方式中各个侧向支撑点的作用力大小差异较大的问题,结合弯月薄镜轴向支撑的主动校正能力,在最大校正力仅为-1.01 N的主动校正后,16点不等间距侧向支撑实现了镜面变形RMS为4.6 nm的支撑效果。

弯月薄镜的切向侧支撑设计研究

针对主动光学系统中的φ620mm弯月薄镜设计了双向柔性侧支撑结构,从理论上分析了薄镜切向侧支撑方式的工作原理和支撑力的分布情况,并采用有限元法计算出望远镜指向水平时薄镜所受侧支撑力的大小和方向,验证了受力分析的正确性。通过有限元计算出不同俯仰角下,切向侧支撑方式和轴向主动支撑共同作用时薄镜校正前后的镜面面形的变化情况。当望远镜指向水平时,薄镜镜面变形最大,经过主动校正后的镜面面形误差RMS值为14.1nm,满足设计指标要求。