快速反射鏡（Fast Steering Mirror,FSM）是在目標(biāo)與接收器之間高速精準(zhǔn)控制光束方向的反射鏡裝置,具有高帶寬、高精度、無(wú)空回、無(wú)摩擦、無(wú)噪聲和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空光電成像系統(tǒng)、精密跟蹤瞄準(zhǔn)設(shè)備、天文望遠(yuǎn)鏡和空間激光通訊等領(lǐng)域。國(guó)外早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)展了快速反射鏡相關(guān)技術(shù)的研究工作,其關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)日趨成熟,但是由于快速反射鏡主要應(yīng)用于航空、航天等軍事領(lǐng)域,西方國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)施了技術(shù)封鎖。因此,為了突破技術(shù)壁壘,增強(qiáng)我國(guó)綜合實(shí)力,對(duì)快速反射鏡進(jìn)行深入的研究具有重要的意義。柔性機(jī)構(gòu)作為快速反射鏡的關(guān)鍵部件之一,其性能直接決定了快速反射鏡系統(tǒng)整體的各項(xiàng)指標(biāo)。本文首先對(duì)柔性機(jī)構(gòu)的組成要素柔性鉸鏈進(jìn)行了深度的研究,然后使用本文建立的柔性鉸鏈數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)了一個(gè)用于快速反射鏡的兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)柔性機(jī)構(gòu),接下來(lái)用此柔性機(jī)構(gòu)完成了一套高精度高帶寬快速反射鏡的設(shè)計(jì),最后對(duì)該快速反射鏡的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試�，F(xiàn)分別敘述如下:（1）柔性鉸鏈機(jī)械特性建模與分析。本文基于彈性力學(xué)理論對(duì)柔性鉸鏈靜態(tài)機(jī)械性能進(jìn)行了計(jì)算,建立了柔性鉸鏈剛度、旋轉(zhuǎn)精度、最大力矩和最大轉(zhuǎn)角等數(shù)學(xué)模型;對(duì)柔... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【圖文】：

MIT設(shè)計(jì)的先進(jìn)快速反射鏡（AFSM）

(a) 正面視圖 (b) 背面視圖圖 1.8 洛克希德馬丁公司研制的快速反射鏡.8 The fast steering mirror developed by Lockhee公司長(zhǎng)期致力于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器和相關(guān)產(chǎn)品激光通信設(shè)備成功研制了一款高帶寬高精RAT 公司為多個(gè)衛(wèi)星平臺(tái)和地面空間望遠(yuǎn)陶瓷的快速反射鏡。圖 1.9 為其中一款快速動(dòng)自由度，XY 方向最大角度行程為 50ura最高可承受 3kg 的負(fù)載，其分辨率為 2nm。和檢測(cè)等。此平臺(tái)具有很高的剛度，非常適補(bǔ)償?shù)雀呔瘸上駪?yīng)用。

基于柔性機(jī)構(gòu)的快速反射鏡研究美國(guó) ATA（Applied TechnologyAssociates）公司在設(shè)計(jì)和制造傳感器、執(zhí)行控制系統(tǒng)方面有著悠久的歷史，ATA 公司擁有空間部件設(shè)計(jì)制造的經(jīng)驗(yàn)，并致力于開(kāi)發(fā)符合空間要求的各種快速反射鏡。美國(guó) ATA 公司可以根據(jù)特殊設(shè)計(jì)金屬、光學(xué)玻璃、硅或者金剛砂等材料為鏡體的反射鏡。ATA 能夠生產(chǎn)性能從 1 英寸鋁鏡體、加速度大于 7000rad/s2的快速反射鏡，到 12 英寸金鏡體、加速度大于 300rad/s2、帶寬 1kHz 的快速反射鏡。圖 1.10 為其生產(chǎn)的類(lèi)型的快速反射鏡。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于壓電陶瓷的快速反射鏡驅(qū)動(dòng)與控制研究[J]. 文江華,趙創(chuàng)社,姜粉娥,胥青青,譚名棟.  兵工自動(dòng)化. 2015(08)
[2]提高萬(wàn)向軸系式快速反射鏡指向精度的裝置[J]. 徐新行,劉廷霞,時(shí)魁,薛向堯,王兵.  光學(xué)精密工程. 2015(06)
[3]深切口橢圓柔性鉸鏈優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 盧倩,黃衛(wèi)清,王寅,孫夢(mèng)馨.  光學(xué)精密工程. 2015(01)
[4]采用柔性鉸鏈的快速反射鏡設(shè)計(jì)[J]. 周子云,高云國(guó),邵帥,薛向堯.  光學(xué)精密工程. 2014(06)
[5]直梁圓角形柔性鉸鏈的柔度矩陣分析[J]. 趙磊,鞏巖,華洋洋.  中國(guó)機(jī)械工程. 2013(18)
[6]光刻投影物鏡中的透鏡X-Y柔性微動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)[J]. 趙磊,鞏巖,趙陽(yáng).  光學(xué)精密工程. 2013(06)
[7]高精度動(dòng)載體激光發(fā)射系統(tǒng)光束控制反射鏡[J]. 王恒坤,張國(guó)玉,郭立紅,劉廷霞,王兵,郭汝海.  光學(xué)精密工程. 2013(02)
[8]基于動(dòng)力學(xué)模型的快速反射鏡設(shè)計(jì)[J]. 黑沫,魯亞飛,張智永,范大鵬,夏年中.  光學(xué)精密工程. 2013(01)
[9]快速響應(yīng)反射鏡主動(dòng)減振技術(shù)[J]. 邵珺,葉景峰,胡志云.  紅外與激光工程. 2012(03)
[10]快反系統(tǒng)中平面反射鏡的輕量化設(shè)計(jì)[J]. 徐新行,王兵,喬健,劉長(zhǎng)順,時(shí)魁.  中國(guó)光學(xué). 2012(01)

博士論文
[1]高性能快速控制反射鏡研究[D]. 吳鑫.華中科技大學(xué) 2012
[2]快速控制反射鏡結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)特性的研究[D]. 王永輝.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2004

碩士論文
[1]快速反射鏡機(jī)械結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)問(wèn)題研究[D]. 魯亞飛.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



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