微振动对干涉仪运动机构均匀性的影响分析

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1、航天返回与遥感第34卷第6期44SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2013年12月微振动对干涉仪运动机构均匀性的影响分析段鹏飞李明徐彭梅（北京空间机电研究所，北京100094）摘要外界振动对双角镜摆臂式傅里叶变换干涉仪（下简称干涉仪）运动机构速度均匀性的影响，可以通过干涉仪光程差速度稳定度来定量分析。文章针对空间光谱探测过程中，在轨微振动影响下的干涉仪运动机构可靠性问题，提出了一种更全面的光程差速度均匀性分析方法。该方法将外界激励引起的干涉仪结构响应作为一项影响因素纳入到稳定性的

2、分析中，从而能够更真实地反映干涉仪在轨工作的可靠性，更准确地判断干涉仪能够承受的微振动临界。文章论述的方法为外界激励扰动下机构运动可靠性的判断以及机构控制优化的研究提供了一种思路。关键词傅里叶变换干涉仪干涉光程差速度稳定度微振动空间光谱探测中图分类号:V411.4文献标志码:A文章编号:1009-8518(2013)06-0044-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2013.06.006InfluenceonVelocityUniformityofInterferometerMec

3、hanismofMicro-vibrationDUANPengfeiLIMingXUPengmei(BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China)AbstractAmethodondiscussingtheinfluenceofmicro-vibrationonopticalspectruminterferometer(intwincubecornersandswingingarmstructure)isintroduced.

4、Accordingtothemethod,theinterferometerstructuralresponseexcitedbythemicro-vibrationisconsideredasaninfluencingfactorinderivationofinterferometerOPD(opticalpathdifference)speedstability,whichcanbetakenasacriteriononinterferometerstability.Consideringmicro-vi

5、brationdisturbance,thisOPDspeedstabilitywouldbemoreaccurateintheevaluationofinterferometerson-orbitstability,andmoreeffectiveindeterminingthecriticalmicro-vibrationthatinterferometercanstand.KeywordsFourier-transforminterferometer；interferenceopticalpathdif

6、ference(OPD);speedstability；micro-vibrationdisturbance;spatialspectraldetection1引言基于干涉型的傅里叶变换光谱探测技术具有探测通量大、光谱波段多、光谱分辨率高等诸多优点，[1-3]逐渐成为国内外光谱探测技术发展的热点。光谱探测的目的是得到被测光束的光谱信息。光谱探测首先对被测光束进行时间或空间上的调制，获得被测光束的干涉信号；再对干涉信号进行傅里叶逆变换，得到被测光束的光谱信息，完成光谱探测任务。光谱探测过程中，通过干涉仪（本文指

7、双角镜摆臂式干收稿日期：2013-07-29第6期段鹏飞等:微振动对干涉仪运动机构均匀性的影响分析45[4]涉仪）得到干涉信号，干涉信号直接决定了光谱图品质，因此干涉仪技术是光谱探测的关键。为获得高品质的干涉信号，需要保证干涉仪自身回转机构的精密摆动，以实现干涉光程差的均匀扫描调制。而高精度的光谱探测对干涉仪光程差速度的均匀性提出了极高的要求。但是入轨后，卫星上飞轮、扫描机构、机械制冷机等设备的微振动会影响到干涉仪的速度均匀性。一般来讲，干涉仪的速度均匀性主要是由机构控制系统来保证的，但实际工程中往往会遇到由

8、于控制算法不成熟，控制系统对均匀性的保证不明确的情况。为了明确这种情况下微振动对干涉仪的影响，确定干涉仪能够承受的微振动临界值，本文提出了一种定量分析和评价的方法。2干涉仪光程差速度的均匀性干涉仪运动机构的速度均匀性可以通过干涉光程差速度的稳定度来进行定量的判定。为满足高精度[5]的光谱探测任务，干涉仪需要保证足够高的光程差速度稳定度，而这须通过运动机构的精密摆动来实现。2.1干涉仪的光程差双角镜摆