大口径空间相机反射镜高反膜研究进展

大口径反射镜高反膜是大口径空间相机光学系统中的重要光学元件。为了观测到更多的目标、获取更多的地球以及空间观测信息,对大口径空间相机的反向射膜提出了更高要求,即要求有更宽的工作谱段和更高的反射率,还要提升基底光学性能,降低空间环境对高反膜性能的影响以及降低薄膜应力等等。对近年国内外天基大口径空间相机反射镜高反膜研究进行了综述,概述了针对以上要求所取得的成果。尽管高反膜的设计制造仍面临许多困难,但随着研究的深入与新方法的提出,这几方面难点已基本找到解决的途径。     

应用旋转法实现大口径非球面反射镜零重力面形加工

为了在地面制造环境下实现大口径空间非球面反射镜的零重力面形加工,建立了基于重力卸载的高精度旋转检测工艺方法。首先对N次等间隔旋转法的基本原理进行了介绍,并结合一块Ф1 290mm ULE材料的非球面反射镜加工实例,分别给出了旋转法实施环节中的旋转角度和偏心误差控制方法,实际角度误差和偏心误差分别优于0.1°和0.1mm。然后,在低精度阶段采用了3次旋转法对检测结果进行处理,主镜面形精度快速收敛至0.029λ-RMS;同时由于应用旋转法而导致镜面上的对称性误差累积放大,进行了针对性去除,面形精度进一步收敛至0.023λ-RMS。最后,采用了6次旋转法对检测结果进行处理并指导光学加工,反射镜6个方向下的实测面形精度为0.012λ-RMS,去除重力变形误差后面形精度达到了0.010λ-RMS,该面形可以认为是卫星入轨后零重力空间环境下的反射镜面形。文中所述加工工艺方法不仅适用于米级口径,还适用于更大口径空间非球面反射镜零重力面形的高精度加工。     

大口径轻质反射镜光轴水平卸载支撑方法

大口径轻质反射镜的重力环境下高精度检测是目前的一个难点,由于其轻量化程度高,绝对刚度低,在重力环境下,支撑形式的不同对光学检测结果影响巨大。提出了一种以提供提拉牵引力的方法实现光轴水平支撑测试的解决方案,通过一系列的滑轮组的自适应调整,获得预定义的力学支撑,实现轻质反射镜光轴水平状态重力环境下的高精度面形测试。有限元力学分析结果表明,依据本方法开展的光轴水平状态检测,能够有效减少重力引起的光轴竖直和光轴水平两种状态下的面形变化RMS值差异,其差异值小于0.003 （=632.8 nm）。文中所提出的方法具有良好的可实施性,它可推广应用到其他大口径轻质反射镜的检测支撑的设计中,为此类大口径相机的研制提供技术基础。