1. تحسين عمليات التصنيع
عملية اختبار الدوران القائمة على تفريغ الجاذبية: في بيئات التصنيع الأرضية ، تؤثر الجاذبية على الشكل السطحي للمرايا الختامية للمساحة الكبيرة. لتحقيق تصنيع الشكل السطحي الصفري ، يمكن إنشاء طريقة اختبار دوران عالية الدقة على أساس تفريغ الجاذبية. على سبيل المثال ، باستخدام طريقة دوران N-Step المتساوية:
أولاً ، توضيح مبادئها الأساسية. في حالة تصنيع محددة (على سبيل المثال ، مرآة ule ule ule 1290 مم) ، زاوية دوران التحكم الصارمة وأخطاء غريب الأطوار (خطأ الزاوية الفعلي <0.1 ° ، خطأ غريب الأطوار <0.1 مم).
خلال المرحلة المنخفضة الدقة ، استخدم طريقة الدوران المكونة من 3 خطوات لمعالجة نتائج الاختبار ، ودقة الشكل السريع للمرآة المتقاربة إلى 0.029λ RMS.
معالجة التضخيم التراكمي للأخطاء المتماثلة الناجمة عن طريقة الدوران من خلال الإزالة المستهدفة ، مما يزيد من دقة الشكل السطحي إلى 0.023 و RMS.
أخيرًا ، استخدم طريقة الدوران المكونة من 6 خطوات لمعالجة نتائج الاختبار وتوجيه التصنيع البصري ، وتحقيق دقة الشكل السطحي العالي. بعد إزالة خطأ التشوه الناجم عن الجاذبية ، تصل دقة الشكل السطحي إلى 0.010 and RMS ، مما يقرب من الشكل السطح الصفر في المدار في المدار.
تنطبق هذه الطريقة على المرايا من فئة العدادات والمساحة الأكبر.
تقنيات الطحن والتلميع الأمثل: الطحن والتلميع أمران ضروريان لدقة الشكل السطح المرآة. على مدار نصف القرن الماضي ، تطورت تقنيات المرايا الهزلية ذات الفتحة الكبيرة:
يتم استبدال الطحن التقليدي بطحن CNC ، مما يتيح إزالة المواد الدقيقة من خلال ممر الأدوات والضغط المتحكم فيه (على سبيل المثال ، السطح البصري الذي يسيطر عليه الكمبيوتر - CCOs).
تم اعتماد تقنيات التلميع الحتمية مثل اكتشاف شعاع أيون (IBF) والتشطيب المغناطيسي (MRF) على نطاق واسع:
يستخدم IBF عوارض أيون عالية الطاقة لإزالة المواد النانوية.
يستخدم MRF السائل المغناطيسي لتحسين خشونة السطح وأخطاء الشكل الصحيحة.
الجمع بين هذه التقنيات المتقدمة يعزز بشكل كبير دقة الشكل السطحي.
2. التحسينات في مقاييس السطح
خوارزميات الكشف عالية الدقة: لاختبار المكون البصري الكبير:
تحدد طريقة "التجزئة المزدوجة" بفعالية بقع الليزر مع اختلافات شدة كبيرة.
يوفر طريقة الرمادي Centroid استخلاص مستقر النقطه الوسطى.
يحدد التصنيف المستند إلى الميزات بقع الانعكاس السطحي.
تعمل هذه الخوارزميات على تحسين دقة القياس ، مما يوفر بيانات موثوقة لتصحيح السطح.
طرق المقاييس المتقدمة:
مسح طريقة الخماسي: يقيس المرايا المسطحة الكبيرة عن طريق مسح الخماسي والخسائر لاكتشاف اختلافات زاوية الميل. يتم تمثيل الشكل السطحي على أنه مزيج خطي من متعدد الحدود Zernike ، ويتم حله عبر المربعات الصغرى. يحقق 7.6nm دقة RMS. تم التحقق من طريقة Ritchey-Common (الفرق: 7.1nm RMS للمرآة 1.5m).
طريقة Ritchey-Common:
يتطلب المرايا المرجعية الكروية. يحلل أخطاء غريب الأطوار وإمالة عن طريق النمذجة البصرية.
تظهر المحاكاة للمرايا 2M: مع وجود الفتحة (5 ٪ من الفتحة والإمالة <1 ° في غضون 11 درجة -30 درجة ، نطاق زاوية Ritchey ، خطأ استرداد السطح هو ~ 10⁻⁻λ RMS.
حقق التطبيق العملي 0.0238λ RMS و 0.1629λ PV للمرآة φ2m (λ = 632.8nm).
3. تحسين تصميم هيكل الدعم
هياكل الدعم ذات التحمل العالي: معالجة التدهور الناجم عن الإجهاد:
مثال: مرآة فضائية عالية الدقة 1.5 متر (مادة RB-SIC) مع تصميم خفيفة الوزن الفتحة الخلفية الثلاثي وتركيبات الثني ثلاث نقاط.
تم تحسينه باستخدام برنامج ISIGHT لتقليل تغيير RMS تحت سيناريوهات خطأ التجميع 9 (خطأ 0.01 مم).
نتائج:
نسبة الوزن الخفيفة: 82.1 ٪ (الكتلة: 170.23 كجم)
1G الجاذبية: <0.016λ RMS
0.02 مم النزوح القسري: 0.016λ RMS
20 ℃ ± 5 ℃: ΔRMS <0.002λ
التردد الطبيعي الأول: 101.3Hz
التخفيف من تأثير لاصق:
معالجة لاصق على غرار الانكماش باستخدام FEM الحمل الحراري. الآثار التي تم تحليلها لحجم لاصقة ، الموقع ، التوزيع ، والمعلمات.
التصميم الأمثل للمرآة المستطيلة:
ست حلقات لاصقة مرنة مثبتة على جانب
توزيع غير موحد غير موحدة
مادة لاصقة: Ø10mm × 0.1mm سماكة
النتيجة: PV = 53.26nm ، RMS = 10.98nm ، Max الإجهاد = 0.04mpa
انخفض الإطار المحسّن من طوبولوجيا الوزن بنسبة 62.12 ٪ (7.93 كجم).
4. تقليل آثار الاهتزازات الصغيرة البيئية
مع تزايد المستشعرات عن بُعد الفضاء في الفتحة والتصميم الخفيف ، تتناقص تصلب المرآة ، مما يجعل الأشكال السطحية عرضة للخلايا الصغيرة (على سبيل المثال ، من محركات السائر ، عجلات التفاعل ، أصحاب الصلاحية).
طريقة تحليل الاستجابة الديناميكية:
يجمع بين التراكب المشروط وتركيب الحدود الحدود Zernike.
يعبر عن كل شكل وضع كمزيج خطي من متعدد الحدود Zernike.
يحسب خطأ السطح الديناميكي العام عبر تراكب مشروط.
يحلل الانحرافات البصرية من الألياف الدقيقة عبر معاملات Zernike.
يتيح التخفيف المستهدف للأخطاء السطحية الناجمة عن الاهتزاز لتحسين دقة التصوير.