本文對激光空間合束主鏡進行優(yōu)化設計與分析,以抑制強激光空間合束系統(tǒng)主鏡熱畸變,提高主鏡面形精度。首先,對比分析了選擇不同材料作為主鏡基底的優(yōu)缺點,從理論上初步確定了主鏡材料、鏡體厚度、支撐方式和輕量化結構形式;然后,利用有限元方法對空間合束主鏡進行了熱畸變分析,并結合熱畸變結果對鏡體結構形式進行拓撲優(yōu)化設計;最后,對主鏡進行重力、環(huán)境適應性和基頻分析,驗證設計的合理性。分析結果表明:6光合束主鏡在單束10 kW激光輻照下,隨著輻照時間的增加,鏡面溫升值和P-V值逐漸增大;輻照3 min后初設計主鏡表面溫度達83.4℃,P-V值為155 nm,受鏡體結構影響,輻照區(qū)內(nèi)熱畸變值不一致,差值約占鏡面P-V值的1/6;為改善熱畸變的不一致性,提高鏡體強度,對主鏡進行拓撲優(yōu)化設計,優(yōu)化后主鏡輕量化達54.5%,輻照區(qū)熱畸變一致性好,鏡面熱畸變量減小了近1/3;不同俯仰姿態(tài)下,主鏡重力變形值基本相同,不足10 nm;環(huán)境溫度的改變會引起主鏡的鏡面畸變和平移,穩(wěn)態(tài)溫差值越大,主鏡面形P-V值和鏡面平移量越大;模態(tài)分析顯示主鏡基頻滿足系統(tǒng)要求。本文研究結果將對激光空間合束系統(tǒng)的設計提供依據(jù)。 

【文章頁數(shù)】：9 頁

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3733839