中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为验证CO2探测仪光学设计的合理性和可行性, 采用单通道模拟样机, 利用太阳光加漫反射板模式对大气光谱进行实验测试, 并在实验室对单通道模拟样机进行光谱定标。利用光谱配准算法对两种方法得出的谱线位置进行匹配计算, 结果表明: 在吸收线深度稳定位置的配准峰值点偏差小于0.006 nm, 满足算法的精度要求。此种方法不仅验证了匹配算法的有效性, 也验证了光学系统设计的合理性和可行性, 为以后的光谱仪设计提供了理论与实验数据。
探测仪 单通过光学系统 漫反射板 光谱配准 detector single-channel optical system diffuser spectrum matching
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
介绍了天基激光**系统的概念、组成、应用和关键技术, 分析了激光对目标的杀伤程度, 并给出了相应的参考阈值。针对系统的关键问题提出一些解决方法, 包括高能激光器的研制和种类, 大口径反射镜研制技术和结构形式, 以及天基目标捕获跟踪瞄准(ATP)系统精度的影响因素和提高精度的方法。通过对天基激光**系统发展的研究, 为该系统的进一步发展和精度的提高提供研究方向和理论基础。
航天技术 天基激光** 高能激光器 大口径反射镜 跟踪瞄准系统 space technology space-based laser weapon high-energy laser large-aperture mirror tracking and pointing system
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 研究生院，北京100039
从SiCp/Al复合材料性能分析着手，讨论了预置件法、焊接法和粘接法等在空间遥感器研制中常用的联接方法的优缺点，提出了在高体积分数(体分)SiCp/Al复合材料上直接加工螺纹，并加装钢丝螺套的方法来改善螺纹联接性能。对在某高体分SiCp/Al复合材料上加工的M4、M5螺纹进行了拉伸测试，结果表明：加装钢丝螺套前，复合材料螺纹有被拉脱现象；加装钢丝螺套后，M4螺纹、螺杆在3 000~4 000 N被拉断；M5螺纹、螺杆在8 000~9 000 N被拉断，测试后两种规格的螺纹状态良好，可以满足实际应用对该材料拉伸强度的要求，其已应用于工程项目中。
高体分SiCp/Al材料 复合材料-金属联接 复合材料螺纹 螺纹拉伸强度 high volume fraction SiCp/Al composite composite-metal joining thread on composite tensile strength of thread
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
随着光学遥感器分辨能力的不断提高和口径的不断增大, 导致遥感器的重量越来越重, 使得载体无法承受。针对此问题, 提出了对薄反射镜进行主动支撑的方式, 以解决口径大、重量重的问题。利用有限元分析和数学理论相结合的方法在对反射镜施加垂直镜面1g加速度(g=9.80665m/s2为重力加速度)和10℃的温升载荷情况下, 对薄反射镜的位移驱动器数量及分布是否合理进行了分析计算, 得出了反射镜变形最小时的各促动器的位移量, 然后把位移量输入到有限元中相应的节点, 计算出了校正后反射镜的面形指标能够达到光学成像要求。具体对Φ500mm、厚３mm的反射镜进行了分析, 初步计算的３点和９点支撑的变形值分别为26μm和2.4μm, 不能满足系统的成像要求。当运用数学方法计算支撑促动器的间距为７２mm时, 得出支撑点数为１０７个, 由此再进行有限元分析, 得出薄反射镜的面形值, PV值和RMS值分别为119nm和31nm, 满足系统的成像要求。分析结果表明, 利用数学理论与有限元仿真分析相结合的方法, 在薄反射镜变形控制中是可行性的, 并为主动光学实验提供了数值依据。
主动光学薄镜 支撑技术 驱动 active optical thin mirror support technique actuator
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130022
为了对某型号相机进行热平衡试验, 在真空环境下进行太阳模拟灯热仿真分析, 根据热平衡试验需要, 提出了技术要求, 对关键结构的刚性和应力分布进行了有限元分析, 并根据有限元分析结果对设计进行优化, 满足了关键结构件的刚性要求, 主要技术难题是灯极导热问题, 为了这一难题, 采用了主动控制技术, 专门设计了导热机构, 充分利用了热管的高导热率, 建立了科学合理的有限元热模型进行热分析, 通过仿真设计, 采用热管导热技术完成了太阳模拟灯结构的热设计, 解决了太阳模拟灯使用时的导热问题。
仿真分析 热设计 真空应用 热管 simulation analysis thermal design vacuum application heat pipe
中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
通过对SiC样件加工研磨及反射率等性质的测试,得到了材料的性能数据,分析了用SiC材料制备反射镜毛坯的几种方法的优缺点.采用Lanmda-9分光光度计,对SiC在不同表面镀硅、镀银、以及镀硅后再镀银的条件下进行了反射率测试,得出在镀硅再镀银条件下,反射率最高,达到98%的结果.利用Wyko干涉仪对国产SiC长条形样镜进行研磨分析测试,测得表面粗糙度值为6.27 nm.该材料在某型号离轴三反光学系统中作为反射镜得以应用和验证,测得被加工后,镜面面形PV值达到0.068 λ,RMS值为0.01 λ(λ=632.8 nm).此结果表明,材料的性能达到了可加工可应用的要求.
空间相机 反射镜 反射率 碳化硅 表面粗糙度
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130022
介绍了下一代空间望远镜的可展开式反射镜的概念及设计方案，分析了展开式反射镜单元镜的支撑方案，目的是确定单元镜支撑点数量及排布方式。用有限元方法分析了12－6－1、12－8－1和16－8－1型三种支撑点排布方式下各自的镜面自重变形。计算结果表明，采用16－8－1型的排布方式较为合理。计算带有支撑座的单元镜在1g惯性载荷作用下，通过调节支承座位移，获得镜面RMS值为16．52nm，小于1／4波长(632．8nm)的面形，表明将该支撑方案应用于单元镜具有可行性。
展开式反射镜 单元镜 面形精度 支撑 deployable mirror unit mirror surface figure accuracy support structure
中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
针对大口径反射镜在竖直状态下工作的情况,用有限元方法对水银带支撑结构的物理参数如带宽、支撑位置在理论上予以分析.在具体的优化计算过程中,以镜面RMS值为目标函数,考查、修改支撑结构的带宽、位置,最终确定了可获得理想面形的水银带支撑结构.分析结果表明:将该水银带支撑方案应用于大口径反射镜具有可行性,并为水银带支撑结构物理参数的确定提供了数值依据.
有限元分析 支撑结构 大口径 理想面形
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 天津科技大学,天津,300222
3 海军装备部,北京,100841
基于展开镜结构工作原理,运用有限元方法分析了展开式反射镜单元的裸镜及其支撑方案.目的是确定镜子支撑点数量及排布方式,并具体分析了12-6-1、12-8-1和16-8-1型三种支撑点排布方式,分别计算了各支撑点排布方式下的镜面自重变形.计算结果表明,采用16-8-1型的排布方式较为合理.支撑结构的优化设计是在裸镜支撑点优化位置加入支撑组件综合分析镜坯与支撑组件,以镜面面形误差及结构总体刚度为目标函数,考查、修改支撑组件以保证镜面RMS值在可调节范围(30 μm)内.计算带有支撑组件的单元反射?翟谧灾刈饔孟碌谋湫?得出的镜面RMS值为16.52 nm,小于1/4波长(632.8 nm),表明将该支撑方案应用于单元镜具有可行性.并提高整个反射镜面的面形质量.
展开式反射镜 单元镜 面形精度 支撑结构
