近年來,精細(xì)天文觀測、高分對(duì)地觀測和空間態(tài)勢感知等領(lǐng)域?qū)Υ罂趶酵h(yuǎn)鏡系統(tǒng)的需求迅猛增長,牽引出一批超大口徑望遠(yuǎn)鏡研制項(xiàng)目（地基4米口徑以上/天基2米口徑以上）。根據(jù)可見光衍射極限成像的精度要求,望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中超大鏡面“尺寸/精度”比值已經(jīng)突破千萬量級(jí),其制造精度、效率要求與當(dāng)前加工檢測能力形成強(qiáng)烈反差。由于技術(shù)封鎖、基礎(chǔ)薄弱,研制大型鏡面所需的許多關(guān)鍵元件、儀器和裝備都只能通過自主研發(fā)獲得突破。具體在光學(xué)檢測中,大型平面鏡、干涉儀已成為決定超大型單鏡和望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)研制成敗的卡脖子元器件;而在光學(xué)加工中,傳統(tǒng)離線檢測模式在面對(duì)重型、大型光學(xué)元件時(shí),效率低、精度低、風(fēng)險(xiǎn)高,對(duì)其引入精密高效的原位加工-檢測模式迫在眉睫。在光學(xué)加工、檢測技術(shù)已日趨成熟的情況下,鏡面支撐系統(tǒng)的服役精度、穩(wěn)定性和工作效率已成為制約大型鏡面最終加工質(zhì)量的瓶頸。針對(duì)現(xiàn)有的鏡面原位支撐系統(tǒng)存在的精度低、難度大和成本高等突出問題,面向其原位光學(xué)加工-檢測迭代需求,本文在分析鏡面面形誤差來源的基礎(chǔ)上,引出了原位加工、檢測支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)創(chuàng)制任務(wù);研究了鏡面原位支撐系統(tǒng)的光機(jī)接口異質(zhì)粘接工藝、極限強(qiáng)度評(píng)估準(zhǔn)則和光機(jī)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)等共性... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

空間望遠(yuǎn)鏡主鏡尺寸對(duì)比(以KECK為參照)

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文10對(duì)于0.5m以內(nèi)口徑的小型反射鏡，采用單點(diǎn)或3點(diǎn)支撐即可。大型鏡體的支撐形式更為多樣，其軸向支撐常用Whiffletree結(jié)構(gòu)形成多點(diǎn)支撐系統(tǒng)(如3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、18點(diǎn)和27點(diǎn)等)，或采用由杠桿衡重結(jié)構(gòu)、液壓/氣動(dòng)式支撐單元構(gòu)成的浮動(dòng)多點(diǎn)支撐系統(tǒng)；側(cè)向支撐常用雙連桿（bipod）、三連桿（tripod）、條帶狀/袋式支撐和Whiffletree結(jié)構(gòu)等形式。被動(dòng)式支撐系統(tǒng)在大型鏡體上應(yīng)用廣泛，主要的典型有：大多數(shù)1-3m口徑的地基望遠(yuǎn)鏡、前述SOFIA[56]、超新星加速探測器[57](SNAP)和宇宙與天體物理空間紅外望遠(yuǎn)鏡[58](SPICA)等。其中SNAP口徑為2m、SPICA口徑為3.5m，采用雙連桿(Bipod)支撐結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)主鏡的運(yùn)動(dòng)學(xué)定位，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，詳如圖1.7所示；而SOFIA主鏡采用的支撐結(jié)構(gòu)則較為復(fù)雜，其口徑為2.7m，采用了“18點(diǎn)Whiffletree背支撐+3個(gè)Bipod側(cè)支撐”的復(fù)合支撐形式，詳如圖1.8所示。鏡體雙連桿支撐圖1.7用于SNAP主鏡的支撐結(jié)構(gòu)示意圖側(cè)支撐Whiffletree軸向支撐(a)主鏡支撐系統(tǒng)實(shí)物圖(b)支撐系統(tǒng)核心設(shè)計(jì)方案圖1.8用于SOFIA主鏡的被動(dòng)式支撐結(jié)構(gòu)SPICA正在研制，由于用在長波紅外波段，其6點(diǎn)支撐面形精度可滿足使用精度要求；SNAP項(xiàng)目的相關(guān)報(bào)道在2010年以后很少見，從現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)來看，其主鏡在6點(diǎn)支撐無法將重力變形控制到所需精度，應(yīng)當(dāng)需要一組額外的卸載支撐結(jié)構(gòu)來預(yù)測其無重力面形(類似HST)。相比之下，SOFIA以大型運(yùn)輸機(jī)為空基工作平臺(tái)，鏡體服役重力環(huán)境與地面接近，故而采用了地基望遠(yuǎn)鏡通用的Whiffletree支撐形式。

第 1 章 緒論 展性好等特點(diǎn)，液壓/靜壓型原位支撐系統(tǒng)(HISS)自 20 世紀(jì) 80 年代以來已被公認(rèn)為是原位加工卸載支撐系統(tǒng)的最佳解決方案[75]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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