1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院空间光学系统在轨制造与集成重点实验室，吉林 长春 130033
4 长春工业大学机电工程学院，吉林 长春 130012
空间红外望远镜的成像质量依赖着低温深冷的环境。在这种环境下，对反射镜的结构及其支撑结构都提出了严格的要求。介绍了当前国内外望远镜的被动支撑结构(如bipod、hexapod和whiffle-tree结构)，然后对国内外望远镜的主动支撑结构形式和促动器的原理进行了分析说明。通过对国内外望远镜主、被动支撑结构的分析，对二者进行了对比，并指出了它们的优缺点以及各自适用的领域。提出了两种实现无热化支撑结构的方法：对于拼接式望远镜，采用whiffle-tree结构和促动器的组合支撑形式；对于单块式望远镜，采用whiffle-tree结构和A-frame结构并搭配促动器的支撑形式。
空间红外望远镜 主动支撑 被动支撑 无热化结构 促动器 space infrared telescope active support passive support athermalized structure actuator
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长春工业大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
为了在机载振动环境下获得满足光学性能指标要求的偏振成像光谱仪镜头的最佳结构性能, 建立了基于视轴抖动误差的优化模型, 并在Isight集成优化环境下对该模型进行了求解。首先, 阐述了视轴抖动误差影响光学系统性能的原理并根据光学系统模型和指标需求设计了镜头的初始结构; 其次, 推导了视轴抖动误差的计算方法并建立了基于视轴抖动误差的优化模型; 最后, 在Isight环境下, 使用多岛遗传算法对优化模型进行了求解。结果表明: 在满足镜头视轴抖动误差的要求下, 镜筒质量降低了17.4%, 镜头光学系统传函为0.4(77 lp/mm), 满足设计指标要求。提出的优化方法引入镜头视轴抖动误差作为优化约束, 拓展了光机结构优化的内涵, 为同类结构的优化提供了新的思路。
视轴抖动误差 光机结构优化 光学系统传递函数 集成优化 line of sight jitter error optomechanic structure optimization optical transfer function integrated optimization 红外与激光工程
2019, 48(1): 0118005
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 小卫星技术国家地方联合工程研究中心, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 长春工业大学, 长春 130012
4 东北师范大学, 长春 130024
结合集成建模法和光线追迹法研究飞轮微振动对相机成像质量的影响.采用集成建模法, 建立飞轮微振动的扰动模型、卫星和相机的有限元模型, 进行瞬态响应分析, 得到6个方向力或力矩单独作用下相机各反射镜随时间变化的位移.采用光线追迹法, 由反射镜位移和入射光线, 根据折射定律计算折射后光线的位置、方向及与光轴的夹角.由得到像面处的光斑坐标和位移, 运用运动统计矩计算系统调制传递函数.结果表明: 响应周期与激励周期无关;激励的作用时间长度和采样时间长度均会影响调制传递函数;不同方向振动激励造成的调制传递函数变化的大小不同, 而不同方向对包含原光学系统的调制传递函数的影响类似仅振动对调制传递函数的影响;当振动分别作用My、Mz值时衰减最大, 达到0.1左右.该方法较理论推导简便快捷, 能获取微振动与调制传递函数的关系, 为系统优化设计和隔振措施提供参考.
微振动 飞轮 空间相机 集成建模 调制传递函数 Micro-vibration Flywheel Space camera Integrated modeling Modulation Transfer Function(MTF)
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 黑龙江科技学院,黑龙江,哈尔滨,150000
3 长春工业大学,吉林,长春,130000
对于采用双层玻璃的光学透镜,在压力的作用下,会引起面形的变化和双折射现象,产生波前畸变,降低成像质量.通过试验和计算机仿真,分析了光学透镜玻璃所受压力和波前差(WFM)之间的关系.对不同厚度下压力引起的波像差进行分析,提出了在保证安全性和可靠性的前提下减小光学元件的厚度以减轻重量的建议.
压力 成像质量 波前差 厚度
