变形镜支撑结构自身性能的优劣将直接影响变形镜的像差校正能力。给出一种空间相机用变形镜的结构, 结合材料属性与加工工艺, 分析了不同结构形式支撑底座的特点, 发现采用碳纤维增强复合材料(CFRP)制作的实体式结构明显优于选用钛合金制作的筋板式结构, 指出支撑底座材料的比刚度以及支撑底座与反射镜材料之间的线胀系数差别分别是影响变形镜自重变形和热变形的主要因素。比较了不同的支撑方案, 发现采用背部三点支撑可以改善周边三点支撑时由重力因素导致的反射面边缘塌陷现象, 在z向重力下面形RMS值由15.38 nm降至4.17 nm, 降低了73%, 且热变形更加均匀, 4 ℃温升时的RMS值由3.68 nm降至3.22 nm, 降低了12.5%, 一阶频率也由1 513 Hz提高至1 982 Hz。这说明该变形镜结构的动、静态刚度及热稳定性均满足空间相机的应用要求。

设计了一种适用于空间环境的变形镜装置, 以校正高分辨率空间相机中大口径主反射镜的波像差.讨论了空间相机用变形镜的设计准则, 确定了该变形镜的结构形式;给出了具体的结构组成和材料组合, 并设计了柔性结构.仿真结果表明, 该结构在z向重力工况下RMS值仅17.2 nm, 4℃温升时的RMS值仅为3.7 nm, 且一阶频率为1 015 Hz, 各模拟空间工况下的反射面经主动展平后, 均可获得近似的标准平面;该结构能够较准确地拟合前36项泽尼克多项式所对应的基元波面, 残留误差较小, 不仅具有良好的力学性能和热稳定性, 还能保证变形镜的像差校正能力得到充分发挥, 从而满足空间相机的使用需求.