某空间用主反射镜的设计

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光学材 料器件 与薄膜 ・
某 空 间用 主反 射镜 的设 计
崔永鹏 何 ， 欣‘ 张 凯 ，
（． １ 中国科学 院长春光学精密机械与物理研究所 ， 吉林 长春 １０ ３ ； ３０ ３ ２ 中国科学 院研究生院光学工程系 ， ． 北京 １０ ３ ） ０ ０ ９
摘 要 ： 随着空间技术的发展， 空间相机反射镜尺寸不断增大。本文简述 了某空间相机的大尺 寸 ＳＣ主反射镜 的设计 。从 材料 选 择 、 射镜 支 撑 方 式、 ｉ 反 方射 镜 轻 量 化 等 方面 进 行 了分 析 讨
量起着至关重要的作用。为 了保证主反射镜在空
间力 学 和 热 环 境 下 保 持 良好 的 稳 定 性 ， 须 对 主 必
目前 ， 满足 以上 要求 常用 的反射镜 材料 有铍
（ｅ 、 （ １、 Ｂ ）铝 Ａ） 融石 英 （ Ｓ 、 晶玻 璃 （ ｅｏｕ） Ｆ ）微 Ｚｒｄｒ 及
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ａ ｅ ｃ ｍｅ ａ ｄ ｓｇ ｆｒ ｆ ｃｏ ； ｉ Ｆ Ａ ｙ ｗｏ ｄ ：ｐ ｃ ａ ｒ ； ｅ ｉ ｏ ｅ ｅ ｔｒ Ｓ Ｃ； Ｅ ｎ ｌ
１ 引 言
计提供依据。
２ 反射镜 的材料 选择 ２ １ 反 射镜材料 的基本 要 求 ．
Hale Waihona Puke Baidu
近年来 ， 随着空 间光学 的飞 速发展 ， 对地 面分辨 率 要求越 来 越 高 。为 了 提 高 遥 感 仪 器 的 地 面 分 辨 率 ， 常采用 长焦距 和 大 相对 孔 径 的三 反 射镜 光 学 通
ｃｅ ｉ ａ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｐ ｃ ａ ｒ ｒｔｒｆ ｃｏ ． ｔ ａ ｉｃ ｓｅ ｅｅ ｔ ｇ ｍａｅ ａ ， ｄ ｆ ｕ ｐ ｓ ｎ ， ｄ ｌ ｓ ｂ ｕ ｅｄ ｓｇ ｆ ｓ ａ ｅ ｃ ｍｅａ Ｓｆ ｓ ｅ ｅ ｔｒ Ｉ ｈ ｓｄｓ ｕ ｓ ｄ ｓｌ ｃｉ ｔ ｒ ｌ ｍｏ ｅ ｏ ｐ ｏ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｎ ｉ ｓ
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论， 并通 过有 限元分析 软件 对所设 计主反 射镜在 重力 载荷 和 温度载荷 情况 下 的面型变 化 ， 以确 定 设计是 否满足 使用 要求 ， 为反射镜 的设 计提供依 据 。 关键 词 ： 间相 机 ； 射镜设 计 ；ｉ 有 限元分析 空 反 ＳＣ；
中图分 类号 ： Ｈ ４ ； １ Ｔ ７５Ｖ９ 文献标 识码 ： Ａ
采用 较大 尺寸 非 球 面反 射 镜 。 主反 射 镜 作 为 光 学 系统 的关 键 部 件 之 一 ， 整 个 光 学 系 统 的 成 像 质 对
ｂ 可以进行高度的抛光 ， ） 并可镀达到要求反射
率的反射膜 ；
Ｃ 可 进行 高度轻 量化 ， ） 同时维 持充足 的刚度 。 ２２ 常用反 射镜 材料 ．
第４ ０卷 第 ４期
２ １ ４月 ０ ０年
激 光 与 红 外
Ｌ ＥＲ ＆ Ｉ Ｆ ＡＳ Ｎ ＲＡＲＥ Ｄ
Ｖｏ ． ０． １ ４ Ｎｏ． ４ Ａｐｒｌ ２ ０ ｉ ， ０１
文章编号 ： ０ －０８ ２ １ ）４０ １ － １ １ ７ （０ ０ ０ － ８０ ０ ５ ４ ４
・
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选 择 反射镜 材料 的基 本要求 有 以下三点 Ｊ ： ａ 具 有较好 抵抗 受 力变 形 和 受热 变 形 的 能力 ， ） 具有稳 定 的性 能 和尺寸 ；
系统， 三个反射 面均采用非球 面可以校正球 差、 彗
差、 像散等像差 ， 增加 了轴外视场光通量， 使得像面
照度均匀 ， 有利于设计较大的视场 ， 做到大的相对孔 径， 故有效地减少了遥感器的体积和质量 ， 缺点是需
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｓ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ ｐ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｄ ｍｅ ｓ ｎ ｏ ｐ ｃ ａ ｒ ｅ ｅ ｔｒｈ ｓｂ ｃ ｍｅ ａ ｇ ｎｅ ． ｈｓ ａｔ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ａ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ， ｉ ｎ ｉ ｆｓ ａ ｅ ｃ ｍｅ ａ ｒｆ ｃｏ ａ ｅ ａ ｕ ｍｅ ｔｄ Ｔ ｉ ｒ — ｓ ｏ ｌ ｉ