1. Üretim süreçlerinin optimizasyonu
Yerçekimi boşaltma tabanlı rotasyon testi işlemi: Karasal üretim ortamlarında yerçekimi, büyük seçmeli boşluk asferik aynalarının yüzey rakamını etkiler. Sıfır yerçekimi yüzey figürü üretimi elde etmek için, yerçekimi boşaltılmasına dayanan yüksek hassasiyetli bir rotasyon test yöntemi oluşturulabilir. Örneğin, N-adım eşit aralık döndürme yöntemini kullanarak:
İlk olarak, temel ilkelerini netleştirin. Belirli bir üretim kasasında (örneğin, bir ф1290mm ULE asferik ayna), dönüş açısı ve eksantriklik hatalarını kesinlikle kontrol edin (gerçek açı hatası <0.1 °, eksantriklik hatası <0.1mm).
Düşük hassasiyet fazı sırasında, test sonuçlarını işlemek için 3 aşamalı dönme yöntemini kullanın, ayna yüzey rakamı doğruluğunu 0.029λ RMS'ye yakınlaştırın.
Hedeflenen çıkarma yoluyla dönme yönteminin neden olduğu simetrik hataların kümülatif amplifikasyonunu ele alın, yüzey rakamının doğruluğunu 0.023λ rms'ye dönüştürün.
Son olarak, test sonuçlarını işlemek ve optik üretimi yönlendirmek için 6 aşamalı dönme yöntemini kullanın, yüksek yüzey figürü doğruluğuna ulaşın. Yerçekimine bağlı deformasyon hatası çıkarıldıktan sonra, yüzey şekli doğruluğu 0.010λ rms'ye ulaşır ve aynanın yörüngedeki sıfır yerçekimi yüzey rakamına yaklaşır.
Bu yöntem metre sınıfı ve daha büyük alan asferik aynalar için geçerlidir.
Optimize edilmiş öğütme ve parlatma teknikleri: Taşlama ve parlatma, ayna yüzeyi figürü doğruluğu için kritiktir. Geçtiğimiz yarım yüzyılda, büyük belirgin asferik aynalar için teknikler gelişti:
Geleneksel öğütme, kontrollü takım yolu ve basınç (örneğin, bilgisayar kontrollü optik yüzey - CCO'lar) yoluyla hassas malzemenin çıkarılmasını sağlayan CNC öğütme ile değiştirilmektedir.
İyon ışını figürü (IBF) ve manyetorheolojik sonlandırma (MRF) gibi deterministik parlatma teknikleri yaygın olarak benimsenmiştir:
IBF, nano ölçekli malzeme çıkarılması için yüksek enerjili iyon ışınları kullanır.
MRF, yüzey pürüzlülüğünü ve doğru şekil hatalarını iyileştirmek için manyetorheolojik sıvı kullanır.
Bu gelişmiş teknikleri birleştirmek, yüzey rakamının doğruluğunu önemli ölçüde artırır.
2. Yüzey metrolojisinde iyileştirmeler
Yüksek hassasiyetli algılama algoritmaları: Büyük belirleyici optik bileşen testi için:
Bir "çift segmentasyon" yöntemi, büyük yoğunluklu varyasyonlara sahip lazer noktalarını etkili bir şekilde bulur.
Gri sentroid yöntemi kararlı spot sentroid ekstraksiyonu sağlar.
Özellik tabanlı sınıflandırma, ön yüzey yansıma noktalarını tanımlar.
Bu algoritmalar metroloji doğruluğunu geliştirerek yüzey düzeltmesi için güvenilir veriler sağlar.
Gelişmiş Metroloji Yöntemleri:
Tarama Pentaprism Yöntemi: Yatma açısı farklılıklarını tespit etmek için bir pentaprisiz ve otokolimatör tarayarak büyük düz aynaları ölçer. Yüzey figürü, en küçük kareler takma yoluyla çözülen Zernike polinomlarının doğrusal bir kombinasyonu olarak temsil edilir. 7.6nm RMS doğruluğu elde eder. Ritchey-Common yöntemine karşı doğrulandı (fark: 1.5m ayna için 7.1nm rms).
Ritchey-Common yöntemi:
Küresel referans aynaları gerektirir. Optik modelleme yoluyla eksantrikliği ve eğim hatalarını analiz eder.
2M aynalar için simülasyonlar: Eksantriklik <% 5 diyafram ve 11 ° -30 ° Ritchey açısı aralığında <1 ° eğim ile, yüzey geri kazanım hatası ~ 10⁻³λ rms'dir.
Pratik uygulama φ2m ayna (λ = 632.8nm) için 0.0238λ rms ve 0.1629λ pv elde etti.
3. Destek yapısı tasarımı optimizasyonu
Yüksek toleranslı destek yapıları: Strese bağlı bozulma adresini adresle:
Örnek: Üçgen arka açık hafif tasarım ve üç noktalı bükülme montajları ile 1.5m yüksek hassasiyetli boşluk aynası (RB-SIC malzemesi).
9 montaj hata senaryosu (0.01mm hata) altında RMS değişikliğini en aza indirmek için iSight yazılımı kullanılarak optimize edildi.
Sonuçlar:
Hafif oranı:% 82.1 (kütle: 170.23kg)
1G Yerçekimi: <0.016λ rms
0.02mm Zorla Yer Değiştirme: 0.016λ rms
20 ℃ ± 5 ℃: ΔRMS <0.002λ
İlk doğal frekans: 101.3Hz
Yapışkan Etki Azaltma:
Termal yük fem kullanılarak modellenmiş yapışkan kürleme büzülmesi. Yapışkan hacim, konum, dağılım ve parametrelerin analiz edilen etkileri.
Dikdörtgen ayna için optimize edilmiş tasarım:
Altı yana monte edilmiş esnek yapıştırıcı halkası
Tekdüze olmayan yakın dağılım
Yapıştırıcı: Ø10mm × 0.1mm kalınlık
Sonuç: PV = 53.26nm, rms = 10.98nm, maks. Stres = 0.04MPa
Topoloji optimize edilmiş çerçeve ağırlığı% 62.12 (7.93kg) azalttı.
4. Çevresel mikro-vibrasyon etkilerinin azaltılması
Alan uzaktan sensörler diyafram ve hafif tasarımda arttıkça, ayna sertliği azalır, bu da yüzey figürlerini mikro vibriBasyonlara duyarlı hale getirir (örneğin, step motorlardan, reaksiyon tekerleklerinden, kriyokolörlerden).
Dinamik Yanıt Analiz Yöntemi:
Modal süperpozisyonu ve Zernike polinom montajını birleştirir.
Her mod şeklini Zernike polinomlarının doğrusal bir kombinasyonu olarak ifade eder.
Modal süperpozisyon yoluyla genel dinamik yüzey hatasını hesaplar.
Zernike katsayıları aracılığıyla mikro vibrasyonlardan optik sapmaları analiz eder.
Görüntüleme çözünürlüğünü artırmak için titreşim kaynaklı yüzey hatalarının hedeflenmiş hafifletilmesini sağlar.