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
随着单点金刚石车削技术和抛光技术的发展，实现了金属反射镜的快速高效低成本制造。然而，金属反射镜的检测手段存在明显不足，尤其是没有一种快速、高效的检测手段用于检测凸非球面金属反射镜。为提高凸非球面金属反射镜的检测效率，提出一种非零位拼接检测凸非球面金属反射镜的检测方法。结合工程实例，对口径为120 mm，顶点曲率半径R为1121.586 mm，二次曲线常数K为−2.38的凸非球面金属反射镜进行了拼接检测实验，拼接所得面形误差均方根值（RMS）为0.016λ(λ=632.8 nm)。与Luphoscan检测结果对比，验证了非零位拼接检测方法的检测精度RMS为0.007λ，结果表明该方法能够实现凸非球面金属反射镜的快速、高效检测。
拼接检测 凸非球面 非零位 金属反射镜 subaperture stitching convex aspheric surface non-null test metal mirror 红外与激光工程
2021, 50(11): 20210061
中国空间技术研究院 北京卫星环境工程研究所, 北京 100081
近年,用于航天环境模拟的光照模拟设备备受关注,其主要包括太阳光照模拟器,灯阵光照模拟器、红外加热笼等。太阳光照模拟设备主要包括灯室、积分器、窗口、反射镜等,因立式光照模拟结构特殊性其金属反射镜需要采用吊挂式结构,结合光照模拟系统高辐照、高热能特点, 会在金属反射镜表面产生较高热射能量, 其载荷作用下的温度均匀性及热变形指标对光照模拟设备的辐照均匀性影响至关重要, 即高辐照吊挂式金属反射镜对热稳定性要求较高。针对高辐照光照环境模拟设备使用的吊挂式米级金属反射镜热稳定性能进行系统性分析,主要针对立式光照模拟设备中使用的单块米级金属反射镜进行热稳定性分析,包括热仿真验证及分析、力学仿真分析、光学仿真分析,最终进行结构优化至满足高辐照光照模拟设备的辐照均匀性指标要求;提出的热稳定性分析方法对后续高辐照立式光照模拟设备中关键部件,吊挂式金属反射镜结构设计提供了指导方法。
光照模拟 吊挂式结构 米级金属反射镜 热稳定性 准直镜 立式结构 lighting simulation hanging structure meter-grade metal mirror thermal stability collimating lens vertical structure
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 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
随着光学测量与遥感领域的不断发展, 折反式光学系统对重量、体积和环境适应性等需求不断提高。基于增材制造技术的金属反射镜以其便于实现优化设计、快速制造和加工工艺性好等优点, 逐渐获得国内外学者的关注与研究。与传统金属反射镜相比, 增材制造金属反射镜可以提高反射镜的结构刚度, 同时可实现更高程度的轻量化。增材制造反射镜可以满足光学系统对环境适应性和快速性的需求。本文首先讨论了金属反射镜的评价指标; 其次, 综述了国内外在基于增材制造技术制备金属反射镜领域的发展现状和技术参数, 从增材制造金属反射镜的基体设计与制备和基体的后处理2个方面展开论述; 然后, 通过分析, 总结了增材制造金属反射镜的技术路线和关键技术; 最后, 对增材制造反射镜的应用前景提出了展望。
增材制造技术 金属反射镜 折反式光学系统 表面改性 定向散射 additive manufacturing technology metal mirror folding optical system surface modification directional scattering
北京理工大学 信息光学基础实验室，北京 100081
从光学角度出发，首先讨论了单层VOx 微测辐射热计中探测单元衬底上的金属反射镜的厚度以及材料对微测辐射热计红外吸收率的影响，利用软件建立了微测辐射热计的红外辐射吸收率模型，得到了厚度不同的Al 反射镜对微测辐射热计模型8～14 μm 红外波段吸收率的影响以及厚度为0.1 μm的3 种不同材质的金属反射镜对同一模型红外吸收率的影响。当厚度等其他参数相同时，使用Al、Copper 和Gold 用作金属反射镜的材料，单层x 微测辐射热计模型在8～14 μm 波段的红外吸收率并没有明显区别。另外，我们改进了一种已有的x微测辐射热计结构并对比了改进前后模型8～14 μm 红外波段的吸收率，改进后的模型平均吸收率达到了94%大于改进前初始模型的90%左右。最后，我们讨论了真空谐振腔高度与微测辐射热计桥面材料厚度对工作波段吸收率峰值处波长的影响。
微测辐射热计 金属反射镜 红外吸收率 模型 microbolometer metal reflector infrared absorptivity model
1 云南北方驰宏光电有限公司, 云南 昆明 650217
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
金属反射镜是空间和军用红外光学系统中关键元件之一,分析了适用于空间光学系统反射镜的主要材料,指出了铝合金作为反射镜材料的优点与缺陷,介绍了用 SPDT加工铝合金反射镜的方法,以及反射镜的镀膜和检测技术,并完成了口径为 235 mm的铝合金非球面反射镜的加工,用 Zygo干涉仪进行面形检测,其面形精度达到 RMS 0.13.(.＝632.8 .m),镀膜后用红外傅里叶光谱仪检测,在红外中波波段(3.7～4.8 .m)反射率大于 99%.
红外热成像 金属反射镜 非球面 单点金刚石切削 反射膜 thermal imaging metal reflector aspherical surface SPDT reflect coating
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
3 中国科学院大学, 北京 100049
通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式, 提出了采用金属环形椭球镜有效收集神光-Ⅲ主机装置的近背向散射光并测量其能量份额的方法。给出了椭球镜参数的设计方法。大口径椭球镜采用4块拼接形式, 便于进入入口为φ1.0 m的靶室; 镜体采用超硬铝材、三角形减重槽设计, 实现了高稳定性、轻量化。介绍了光学系统总体结构, 并对其集光效果进行了模拟评价。分析了镜体设计中的关键问题, 并提出采用点激光器阵列进行中间过程面形监测的方法, 避免了工序反复。分析了系统杂散光来源, 采取了物理隔离、光学吸收和滤光片过滤等措施降低杂散光干扰。研制的环形椭球镜外径为1 200 mm, 内径为400 mm, 最大离轴量为1 411 mm, 最大厚度为67 mm, 重量约为48 kg; 对5 mm的物方视场, 像点光斑大小约为φ1.2 mm。实验显示该近背向散射诊断系统可满足神光-Ⅲ主机背向散射诊断的需求。
激光聚变 激光诊断 光学设计 近背向散射 椭球镜 金属反射镜 点光源 laser fusion laser diagnosis optical design near backscatter ellipsoidal mirror metal mirror point light source
1 深圳大学机电与控制工程学院， 广东 深圳 518060
2 深圳市模具先进制造技术重点实验室， 广东 深圳 518060
采用声光调制器设计了一种透射式外差干涉椭偏测量系统。实验测量了单层透明氧化铟锡(ITO)膜，膜厚和折射率测量误差分别达8nm和7%。采用琼斯矢量法分析了金属反射镜引起的光束椭偏化对测量结果的影响。从光学系统中移出被测样品得到的标定数据，可以消除金属反射镜本身退偏效应的影响，但无法消除退偏效应和方位角误差共同作用所引入的椭偏参数测量误差。计算结果表明，退偏效应和方位角误差共同作用引入的膜厚测量误差可达4 nm左右，该误差与薄膜参数无关，与方位角误差近似成线性关系。
测量 干涉式椭偏术 误差分析 金属反射镜 退偏效应 方位角误差
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,教育部光电子信息工程实验室,天津 300072
2 河北工业大学电气信息学院,天津 300130
3 北京工业大学电子工程学系,北京市光电子技术室,北京 100022
应用腔量子电动力学和半导体物理学讨论了半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应,得到了实际腔结构和注入载流子下的半导体垂直腔面发射激光器的自发发射谱,计算结果表明,半导体分布布拉格反射垂直腔激光器的单方向自发发射可以增强约200倍。
半导体垂直腔面发射激光器 自发发射 金属反射镜 分布布拉格反射镜。
