光电自准直仪研究现状与展望

介绍了国际和国内光电自准直仪技术发展的现状 ,着重介绍了几种国际上比较先进的光电自准直仪产品以及国内光电自准直仪的研究现状 ,并对光电自准直仪今后的发展做出了展望。     

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。     

复合材料在热真空下的尺寸稳定性测试方法

航天光学遥感器在轨运行时的环境与地面装调时有很大差异,对于采用复合材料的遥感器而言,在轨运行时由于材料受湿气解析的影响其几何尺寸将发生变化,进而影响遥感器的成像质量.因此,模拟在轨环境下复合材料几何尺寸稳定性测试,分析其在轨条件下的几何尺寸变形是十分必要的.提出了一种在热真空环境下,采用激光双频干涉原理对复合材料几何尺寸变形量的高精度测试方法,对该方法进行了方案验证与精度分析.针对采用碳纤维蒙皮/铝蜂窝夹层结构复合材料的某相机前镜筒进行了实际的热真空环境下几何尺寸变形量测试.结果表明,试验数据与理论数值在数量级上相同,提出的测试方案可行,为复合材料模拟在轨环境下几何尺寸变形量提供了一种测试手段.     

煤氧化产物生成速率与Graham′s Ratio关联性研究

对混合粒径的煤样通入4组不同进气氧浓度的氮氧混合气体,利用自主研发的油浴式煤低温氧化试验系统进行试验。通过检测煤样罐出口气体浓度,计算标准耗氧速率、标准CO生成速率及标准CO_2生成速率,研究标准CO_2生成速率与格雷哈姆系数的变化规律以及两者之间的关系。     

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。     

空间同轴三反相机φ520 mm次镜的加工与检测

为了满足空间同轴三反相机对大口径凸非球面高精度的面形质量和精确的几何参数控制要求,提出以计算机控制确定性研抛工艺为核心的多工序组合加工及检测技术。在加工阶段,首先利用超声振动磨削技术对非球面进行面形铣磨,其次应用机器人对非球面面形进行快速研磨和粗抛,最后采用离子束修形技术实现非球面的高精度加工;在检测阶段,首先利用三坐标测量机对铣磨和研磨过程中非球面的面形及几何参数进行控制,进入干涉仪测量范围后,再采用Hindle球法对非球面光学参数进行干涉检测。结合工程实例,对一口径520 mm的凸双曲面次镜进行了加工及检测,其面形精度RMS为0.015（=632.8 nm）,几何参数控制精度△R误差为0.1 mm、△K优于0.1%,满足光学设计技术指标要求。     

Φ1.05 m轻量化反射镜设计与制造

针对Ф1.05 m空间光学系统主镜的设计指标要求,提出了轻量化反射镜结构优化设计的新方法,并建立了反射镜结构自动化仿真分析与优化设计平台,基于此平台确定了性能优异的主镜结构设计方案。主镜重量小于50 kg,轻量化率已接近国外先进水平; 主镜在三球铰支撑下的第一阶模态频率为361.2 Hz,自由状态下的一阶非零模态频率为501.9 Hz; 在1 ℃均匀温度变化下,不去离焦和去除离焦之后的面形RMS分别为0.55 nm和0.10 nm; 主镜在30g过载加速度作用下的最大应力为16.1 MPa,均满足设计要求。采用目前最先进的第三代大口径反射镜加工工艺,路线为超精密铣磨—小磨头数控研抛—离子束精修,实现主镜面形误差的确定性去除。为保证面形检测结果的天地一致性,发展了重力卸载技术和面形误差数据后处理技术,剔除重力和其他系统误差对检测的影响。主镜最终面形精度达到0.011λ RMS,获得了高精度的光学面形,也证明了方案的合理性。     

应用软磨料磨削的单晶硅超精密制造技术

在分析软磨料砂轮化学机械磨削(CMG)技术的基础上,开发研制了主料分别为Fe2O3和MgO的杯型软磨料砂轮.利用开发的两种软磨料砂轮对中150 mm的单晶硅光学表面进行纳米级精度的对比磨削加工,优选出最佳磨削参数,将CMG的结果与金刚石砂轮磨削结果、化学机械抛光(CMP)结果进行对比研究,并对加工后工件的表面与亚表面损...     

高校图书馆火灾应急疏散模拟方法研究

为研究高校图书馆的应急疏散与火灾危险性,选取某高校图书馆为研究对象,根据高校图书馆实地调查结果,设定不同危险场景,利用FDS建立对应火灾模型,分析该高校图书馆在发生火灾时的烟气流动情况,利用Pathfinder疏散模拟软件进行人员疏散模拟,得出安全疏散时间。通过两者对比,分析得出当设置临时展厅的中庭发生火灾时,人员无法及时疏散,建议加设消防水炮;为避免珍贵图书受水渍影响,建议单独设置首层靠外墙部位的专用藏书室,并采用气体灭火系统;为提高疏散效率,建议将出入口闸机与消防系统联动,当发生火灾时,闸机自动开启,方便人员快速通过。     

成像式光栅自准直测角方法研究

针对目前光电自准直仪难以做到既有高分辨力同时又有大的测量范围的不足,提出一种成像式光栅自准直测角方法。该方法将成像式光栅方法、自准直测角技术相结合,利用标尺光栅像和指示光栅形成的光栅副反映被测物体的角度变化。试验结果表明,该系统接收到的光栅信号稳定,满足光栅计数的要求,成像式光栅自准直测角方法原理可行。该方法避免了光栅副间隙带来的误差,具有大量程及较高的分辨力。