1. Pengoptimuman proses pembuatan
Proses ujian putaran berasaskan graviti: Dalam persekitaran pembuatan terestrial, graviti mempengaruhi angka permukaan cermin aspherik ruang apertur besar. Untuk mencapai pembuatan angka permukaan sifar graviti, kaedah ujian putaran ketepatan tinggi berdasarkan pemunggahan graviti boleh diwujudkan. Sebagai contoh, menggunakan kaedah putaran selang-selang N-langkah:
Pertama, jelaskan prinsip asasnya. Dalam kes pembuatan tertentu (misalnya, cermin aspherik ф1290mm ULE), ketat mengawal sudut putaran dan kesilapan eksentrik (ralat sudut sebenar <0.1 °, kesilapan eksentrik <0.1mm).
Semasa fasa ketepatan rendah, gunakan kaedah putaran 3-langkah untuk memproses keputusan ujian, ketepatan angka permukaan cermin dengan cepat ke 0.029λ rms.
Alamat penguatan kumulatif kesilapan simetri yang disebabkan oleh kaedah putaran melalui penyingkiran yang disasarkan, ketepatan angka permukaan selanjutnya kepada 0.023λ rms.
Akhirnya, gunakan kaedah putaran 6 langkah untuk memproses keputusan ujian dan membimbing pembuatan optik, mencapai ketepatan angka permukaan yang tinggi. Selepas mengeluarkan ralat ubah bentuk yang disebabkan oleh graviti, ketepatan angka permukaan mencapai 0.010λ rms, menghampiri angka permukaan sifar graviti cermin di orbit.
Kaedah ini digunakan untuk cermin kelas dan ruang aspherik yang lebih besar.
Teknik pengisaran & penggilap yang dioptimumkan: Pengisaran dan penggilap adalah kritikal untuk ketepatan angka permukaan cermin. Sepanjang setengah abad yang lalu, teknik untuk cermin aspherik besar apertur telah berkembang:
Pengisaran tradisional digantikan oleh pengisaran CNC, membolehkan penyingkiran bahan yang tepat melalui alat alat dan tekanan yang terkawal (contohnya, permukaan optik yang dikawal oleh komputer - CCOS).
Teknik penggilap deterministik seperti penggambaran rasuk ion (IBF) dan penamat magnetorheologi (MRF) diterima secara meluas:
IBF menggunakan rasuk ion tenaga tinggi untuk penyingkiran bahan nanoscale.
MRF menggunakan cecair magnetorheologi untuk meningkatkan kekasaran permukaan dan kesilapan angka yang betul.
Menggabungkan teknik canggih ini dengan ketara meningkatkan ketepatan angka permukaan.
2. Penambahbaikan dalam metrologi permukaan
Algoritma pengesanan ketepatan tinggi: Untuk ujian komponen optik aperture besar:
Kaedah "segmentasi berganda" secara berkesan mengesan bintik -bintik laser dengan variasi intensiti yang besar.
Kaedah centroid kelabu menyediakan pengekstrakan centroid tempat yang stabil.
Klasifikasi berasaskan ciri mengenal pasti tempat refleksi permukaan depan.
Algoritma ini meningkatkan ketepatan metrologi, menyediakan data yang boleh dipercayai untuk pembetulan permukaan.
Kaedah Metrologi Lanjutan:
Pengimbasan Kaedah Pentaprism: Mengukur cermin rata yang besar dengan mengimbas pentaprisme dan autocollimator untuk mengesan perbezaan sudut kecondongan. Angka permukaan diwakili sebagai gabungan linear polinomial Zernike, diselesaikan melalui pemasangan sekurang-kurangnya. Mencapai ketepatan 7.6nm rms. Disahkan terhadap kaedah Ritchey-Common (perbezaan: 7.1nm RMS untuk cermin 1.5m).
Kaedah Ritchey-Common:
Memerlukan cermin rujukan sfera. Analisis kesilapan dan kesilapan kecondongan melalui pemodelan optik.
Simulasi untuk cermin 2m menunjukkan: dengan eksentrik <5% aperture dan kecondongan <1 ° dalam jarak 11 ° -30 ° Ritchey sudut, kesilapan pemulihan permukaan adalah ~ 10⁻³λ rms.
Aplikasi praktikal mencapai 0.0238λ rms dan 0.1629λ PV untuk cermin φ2m (λ = 632.8nm).
3. Pengoptimuman Reka Bentuk Struktur Sokongan
Struktur sokongan toleransi tinggi: Alamat degradasi yang disebabkan oleh tekanan:
Contoh: Cermin ruang ketepatan tinggi 1.5m (bahan RB-SIC) dengan reka bentuk ringan terbuka segitiga dan mount flexure tiga mata.
Dioptimumkan menggunakan perisian ISIGHT untuk meminimumkan perubahan RMS di bawah 9 senario ralat pemasangan (ralat 0.01mm).
Hasil:
Nisbah ringan: 82.1% (Massa: 170.23kg)
Graviti 1G: <0.016λ rms
Anjakan paksa 0.02mm: 0.016λ rms
20 ℃ ± 5 ℃: ΔRMS <0.002λ
Kekerapan semula jadi pertama: 101.3hz
Pengurangan kesan pelekat:
Pengecutan penyembuhan pelekat yang dimodelkan menggunakan FEM termal-beban. Menganalisis kesan jumlah pelekat, lokasi, pengedaran, dan parameter.
Reka bentuk yang dioptimumkan untuk cermin segi empat tepat:
Cincin pelekat fleksibel enam yang dipasang di sebelah
Pengagihan tidak seragam yang tidak seragam
Pelekat: Ø10mm × 0.1mm Ketebalan
Keputusan: PV = 53.26nm, RMS = 10.98nm, tekanan maksimum = 0.04mpa
Bingkai yang dioptimumkan topologi mengurangkan berat badan sebanyak 62.12% (7.93kg).
4. Mengurangkan kesan mikro-getaran alam sekitar
Apabila sensor jauh ruang meningkat dalam apertur dan reka bentuk ringan, kekakuan cermin berkurangan, menjadikan angka permukaan terdedah kepada getaran mikro (contohnya, dari motor stepper, roda reaksi, cryocoolers).
Kaedah analisis tindak balas dinamik:
Menggabungkan superposisi modal dan pemasangan polinomial zernike.
Mengekspresikan setiap bentuk mod sebagai gabungan linear polinomial Zernike.
Mengira kesilapan permukaan dinamik secara keseluruhan melalui superposisi modal.
Analisis penyimpangan optik dari getaran mikro melalui pekali Zernike.
Membolehkan pengurangan sasaran kesilapan permukaan yang disebabkan oleh getaran untuk meningkatkan resolusi pengimejan.