1。製造プロセスの最適化
重力荷降ろしベースの回転試験プロセス:地上の製造環境では、重力は大容量空間非球鏡の表面図に影響します。ゼロ重力の表面図製造を達成するために、重力除荷に基づく高精度回転試験方法を確立できます。たとえば、n-step等相互回転法を使用してください。
まず、その基本原則を明確にします。特定の製造ケース(例えば、アカデのアッパーミラーなど)では、回転角度と偏心誤差を厳密に制御します(実際の角度誤差<0.1°、偏心誤差<0.1mm)。
低精度フェーズでは、3段階の回転法を使用してテスト結果を処理し、ミラー表面の数値の精度を0.029λRMSに迅速に収束させます。
ターゲットを絞った除去を介した回転法によって引き起こされる対称誤差の累積増幅に対処し、表面図の精度を0.023λRMSにさらに収束させます。
最後に、6段階の回転法を使用してテスト結果を処理し、光学製造を導き、高い表面図の精度を達成します。重力による変形誤差を除去した後、表面図の精度は0.010λRMSに達し、軌道の鏡のゼロ重力表面図に近似します。
この方法は、メータークラスとより大きなスペースの非球面ミラーに適用されます。
最適化された研削および研磨技術:鏡面の図の精度には、研削と研磨が重要です。過去半世紀にわたって、大規模な非球面鏡のテクニックが進化しました。
従来の研削はCNC研削に置き換えられており、制御されたツールパスと圧力(たとえば、コンピューター制御された光学表面-CCO)を介して正確な材料除去を可能にします。
イオンビーム像(IBF)や磁気球体仕上げ(MRF)などの決定論的研磨技術が広く採用されています。
IBFは、ナノスケール材料除去に高エネルギーイオンビームを使用します。
MRFは、磁気粗液を使用して、表面の粗さを改善し、図のエラーを正しくします。
これらの高度な手法を組み合わせることで、表面の数値の精度が大幅に向上します。
2。表面計量の改善
高精度検出アルゴリズム:大規模な紙の光学コンポーネントテストの場合:
「二重セグメンテーション」メソッドは、強度の大きな変動を持つレーザースポットを効果的に見つけます。
灰色の重心法は、安定したスポット重心抽出を提供します。
機能ベースの分類は、前面の反射スポットを識別します。
これらのアルゴリズムは計測の精度を向上させ、表面補正のための信頼できるデータを提供します。
高度な計測方法:
スキャンペンタプリズム法:ペンタプリズムとオートコリメーターをスキャンして、傾斜角の違いを検出することにより、大きなフラットミラーを測定します。表面図は、最小二乗フィッティングを介して解決されるゼルニケ多項式の線形結合として表されます。 7.6nmのRMS精度を達成します。 Ritchey-Commonメソッドに対して検証された(差:1.5mミラーの場合は7.1nm RMS)。
Ritchey-Commonメソッド:
球面参照ミラーが必要です。光学モデリングを介してエキセントリックと傾斜エラーを分析します。
2Mミラーのシミュレーションは、偏心性<5%の開口部で、11°-30°のリッチー角範囲内で傾斜<1°で、表面回復誤差は〜10⁻³λRMSです。
実用アプリケーションは、φ2Mミラー(λ= 632.8nm)で0.0238λRMSと0.1629λPVを達成しました。
3。サポート構造設計の最適化
高耐性サポート構造:応力誘発性の劣化アドレス:
例:三角形のバックオープン軽量デザインと3ポイントフレックスマウントを備えた1.5mの高精度スペースミラー(RB-SIC材料)。
ISIGHTソフトウェアを使用して最適化して、9アセンブリエラーシナリオ(0.01mmエラー)でRMSの変化を最小限に抑えました。
結果:
軽量比:82.1%(質量:170.23kg)
1G重力:<0.016λRMS
0.02mm強制変位:0.016λRMS
20°±5℃:ΔRMS<0.002λ
最初の固有周波数:101.3Hz
粘着衝撃緩和:
熱負荷FEMを使用したモデル化された接着硬化収縮。接着剤の体積、位置、分布、およびパラメーターの分析効果。
長方形のミラーの最適化されたデザイン:
6つの側面に取り付けられた柔軟な接着リング
不均一な近接分布
接着剤:Ø10mm×0.1mmの厚さ
結果:PV = 53.26NM、rms = 10.98nm、最大応力= 0.04mpa
トポロジ - 最適化されたフレームは、重量を62.12%(7.93kg)減少させました。
4.環境マイクロ振動効果の削減
空間リモートセンサーが開口部と軽量設計の増加に伴い、ミラーの剛性が低下し、表面図がマイクロ振動の影響を受けやすくなります(たとえば、ステッパーモーター、反応輪、極オッカーズ)。
動的応答分析方法:
モーダルの重ね合わせとゼルニケ多項式フィッティングを組み合わせます。
各モードの形状をゼルニケ多項式の線形結合として表現します。
モーダルの重ね合わせを介して、全体的な動的表面誤差を計算します。
Zernike係数を介した微小振動からの光学異常を分析します。
画像分解能を改善するために、振動による表面誤差の標的緩和を可能にします。
