700mm光学望远镜结构设计与分析

发布时间：2021-11-15 10:09

　　针对某700mm口径高分辨率光学成像望远镜,提出了一种结构设计方案。对主镜支撑采用9点whiffle-tree底支撑加球头芯轴侧支撑的结构方案,保证主镜具有高面形精度;望远镜镜筒采用碳纤维桁架式结构,既满足望远镜整体重量较轻,又可以保证系统刚度;建立了望远镜有限元模型,分析主镜支撑面形、主次镜相对偏心及系统整体模态特性,其中主镜支撑面形精度可达到λ/40,主、次偏心为0.015mm（水平状态）、0.008mm（竖直状态）;使用激光干涉仪及平行光管对望远镜光学指标进行定量检测,光学系统RMS可达到λ/14,鉴别率板检测望远镜分辨率可达到46lp/mm,均接近光学极限水平。为同类望远镜的结构设计提供一定参考价值。 

【文章来源】：光学技术. 2020,46(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

700mm望远镜光路示意图

主镜支撑采用结构较为紧凑的中心轴球头侧支撑加九点whiffle-tree底支撑结构,如图2所示。组件中包括主镜基板、芯轴、底支撑柔性件及预紧件等。中心轴与主镜中孔为球面配合,通过高精密的加工手段保证球面配合精度,由于芯轴与主镜中孔为圆环线接触,可确保主镜在受径向约束时,没有引入附加轴向力,避免芯轴侧支撑与底支撑的应力干涉而对主镜面形产生像差。芯轴材料采用热膨胀系数较低的铟钢,保证芯轴与主镜的材料在热膨胀系数上相匹配,降低在大温差变化下支撑结构对主镜像差的影响。底支撑采用九点whiffle-tree柔性支撑结构,每3处相邻底支撑组成一组,通过柔性杠杆连接固定于主镜基板上。柔性杠杆可避免底支撑出现过约束的情况。底支撑粘接平板采用热膨胀系数与主镜材料相近的铟钢,粘接剂选择光学结构胶2216,胶层厚度控制在0.15～0.2mm。其在高、低温下具有高粘接强度,有较好的工程应用效果。为保证系统准直调整需求,主镜设计具备两维倾斜调整功能。主镜材料为Jgs2,芯轴材料为4J32,whiffle-tree连杆材料为TC4,底固定板为2A12。通过核算,主镜组件的整体重量约为75kg,主镜支撑结构如图3所示。

底支撑采用九点whiffle-tree柔性支撑结构,每3处相邻底支撑组成一组,通过柔性杠杆连接固定于主镜基板上。柔性杠杆可避免底支撑出现过约束的情况。底支撑粘接平板采用热膨胀系数与主镜材料相近的铟钢,粘接剂选择光学结构胶2216,胶层厚度控制在0.15～0.2mm。其在高、低温下具有高粘接强度,有较好的工程应用效果。为保证系统准直调整需求,主镜设计具备两维倾斜调整功能。主镜材料为Jgs2,芯轴材料为4J32,whiffle-tree连杆材料为TC4,底固定板为2A12。通过核算,主镜组件的整体重量约为75kg,主镜支撑结构如图3所示。2.2 四通及桁架结构

【参考文献】：
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本文编号：3496571