【摘要】：空間大口徑光學元件,要求地面檢測精度和空間使用環(huán)境下的光學精度具有一致性。在加工過程中,大口徑光學元件受重力場、溫度場、裝夾應(yīng)力等因素耦合作用,容易發(fā)生面形非定常變化,這種變化和加工誤差具有強耦合性,且很難和鏡面實際誤差進行有效分離。不同的測量方法和測量過程中,鏡面姿態(tài)及位置的差異,都會影響測量結(jié)果的不確定度。進行鏡面誤差測量多因素解耦分析,獲得鏡面真實誤差,解決多種因素耦合作用下鏡面狀態(tài)的天地一致性,提高測量的可信度,是確�？臻g大口徑反射鏡研制質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。本文以1米口徑的Sic(碳化硅)非球面反射主鏡為研究對象,采用有限元分析的方法,建立了力學模型,分析了重力以及支撐應(yīng)力對反射主鏡面形形變的作用,采用了基于零位補償檢驗原理的豎直以及水平放置兩種測量方案進行面形檢測。結(jié)合反射主鏡的力學模型,對6點浮動支撐的光軸水平檢測支撐方案進行了仿真分析,并對6點浮動支撐的光軸水平檢測支撐結(jié)構(gòu)進行了實驗分析和試驗驗證。采用多角度旋轉(zhuǎn)的方法,利用Zernike多項式面形誤差分析,建立了重力誤差分離數(shù)學模型,設(shè)計了波前重構(gòu)分離重力誤差的方法。通過對支撐結(jié)構(gòu)以及重力旋轉(zhuǎn)測量進行的多組比對實驗中可以看出,六點浮動支撐結(jié)構(gòu)有效的避免了支撐應(yīng)力對于反射主鏡表面面形的影響,并且能夠保證在測量過程中,無論反射主鏡怎樣放置都能得出相應(yīng)的正確測量結(jié)果,可以有效減小支撐應(yīng)力以及重力對反射主鏡檢測過程帶來的影響。同時,搭建了 1米口徑Sic反射主鏡面形誤差測試光路,采用光軸豎直放置與光軸水平放置兩種方法進行反射主鏡的面形檢測,并對兩種方法的檢測結(jié)果進行了對比分析,經(jīng)過對比分析,最終選擇反射主鏡水平放置的方法來檢測反射主鏡的面形,有利于降低以及減弱支撐應(yīng)力和重力對反射主鏡檢測精度的影響。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH74

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