大口径光学零件轻量化工艺研究精品.ppt

大尺寸光学零件轻量化工艺研究Technical study of the great size lightweight optical elements答辩人:孙涛指导教师:耿素杰?第一章绪论?第二章轻量化反射镜的制备技术?第三章球面轻量化反射镜的光学零件图及主要技术指标?第四章轻量化球面镜的加工工艺?第五章轻量化球面镜的检测?结论?致谢?摘要?本文介绍了轻量化反射镜的三类主要方法和轻量化反射镜的意义。并且结合实例具体地介绍了球面反射镜的轻量化工艺和精确面形的加工和检测。?关键词:轻量化反射镜检测第一章绪论?无论是气象预报,资源考察,天文观测,还是军事侦察、预警等高科技的发展都需要适合于空间环境使用的高分辨率的光学遥感和照相系统。?要想达到理想的极限分辨率是光学系统追求的主要目标。光学系统分辨率用下式表示??式中 f ——焦距; λ——工作波长;D ——反射镜口径。?从式中看出,要达到理想的光学分辨率,分辨更小的物体,加大口径D 是重要的技术途径。??采用轻量化反射镜在保证加大口径追求理想的光学分辨率前提下, 即可有效地减轻重量,又可通过有限元分析选择薄壁结构,提高了刚度,在改进和提高光学像质和结构稳定性的同时显著地降低了成本。因而研究和应用轻量化反射镜十分重要。?反射镜的轻量化,在天基光学系统中的作用主要表现如下:?(1) 降低系统重量,极大地节约发射费用。?(2) 保持系统的光学质量。第二章轻量化反射镜的制备技术?以玻璃质材料(包括微晶玻璃)制作轻型反射镜的主要技术途径可分为下列三类,即:浇铸成型法,高温熔接或熔接物封接法,机械钻孔减重法。三种方法各有其特点,对镜坯材料要求也各有所异,?本方法的特征是采用预先制备好的模具,在高温下将熔融的玻璃液注入模具,形成需要的反射镜镜坯形状,待温度逐渐下降,玻璃液转变为固体,。?高温熔接法制作的轻型反射镜为夹芯结构形式的轻型反射镜,即反射镜由作为反射工作面的反射板和作为反射镜刚性骨架的蜂窝夹芯层及为增强反射镜刚性的底板等三部分组成,图为夹芯结构反射镜示意图。图中所示外环和内环可以根据需要取舍。?熔接物封接法与高温熔接法不同的是反射板、蜂窝板和底板的封接不是靠材料本身的软化而熔接,而是采用一种特殊研制的封接材料,其封接作业温度远低于镜坯材料的软化温度,而热膨胀系数与镜坯材料相匹配,其他物理和化学性能也与镜坯材料相容。?通过机械钻削方法,将反射镜中的冗余部分去除,以实现反射镜的轻量化,:通过钻头的机械转动,以磨料(通常为金刚砂)与玻璃的机械磨削,逐步在反射镜底部形成盲孔,实现减重。此方法形成的反射镜通常是底部开孔结构。