大口径光电经纬仪主反射镜支撑结构设计.pdf

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1、第21卷第12期光学精密工程Vol_21No．122013年12月OpticsandPrecisionEngineeringDec．2013文章编号1004—924X(2013)12—3111一O7大口径光电经纬仪主反射镜支撑结构设计伞晓刚，孙宁，卓仁善，乔彦峰(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100039)摘要：针对大口径光电经纬仪主镜的支撑结构对主镜面形精度的影响，对大口径光电经纬仪的1000mm主镜的支撑结构进行了研究。分析了现有轴向和径向支撑结构的局限性，提出了适用于大口径主镜的新的轴向和径向支撑结构，并

2、阐述了该支撑结构的工作原理和优势。利用有限元分析软件建立了主镜的参数化模型，优化了主镜轴向支撑点和径向支撑点的位置，并分析了主镜光轴在竖直和水平位置两个极限状态下的面形误差，计算得到了主镜在竖直状态下面形误差RMS值为2．52nm；在水平状态下面形误差RMS值为4．33nm。对主镜进行装调后，用光学干涉仪检测得到主镜光轴水平时面形精度RMS值为19．87nm。仿真分析结果和实物检测结果都满足设计指标中面形误差RMS值小于X／30的要求(一632．8nm)，验证了轴向和径向支撑结构的可行性。关键词：大口径光电经纬仪；主镜；支撑结构；面形精度中图分类号：TH743；V556

3、文献标识码：Adoi：10．3788／OPE．20132ll2．31111D一esi‘gn0tnsupport■ingst·rUctUre[一orPrl●marymirroroflargeaperturetheodoliteSANXiao—gang，，SUNNing，ZHUORen—shan，QIAOYan—feng(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．UniversityofChineseAcademy

4、ofSciences，Beijing100039，China)*C0rre5ogauthor，E-mail：nerdsan@gmail．comAbstract：Inconsiderationoftheeffectofsupportstructurefortheprimarymirrorofalargeaperturetheodoliteonthesurfacefigureprecisionoftheprimarymirror，thesupportstructureofa1000mmprimarymirrorwasexplored．Thedisadvantagesofex

5、istingaxialandradialsupportingstructureswereanalyzedandanewaxialandradialcomplexsupportingstructureforlargeapertureprimarymir-rorwaspresented．Then，theperformingprincipleandtheadvantagesofthesupportingstructurewerediscussed．Aparametermodelofprimarymirrorwasbuiltbasedonthefiniteelementanal

6、ysissoft—ware，theaxialandtheradialsupportingpositionswereoptimizedandthesurfacefigureerrorsoftheopticalaxisforthemirrorinverticalandinlevelorientationswereanalyzed．Obtainedresultsshowthatthesurfacefigureprecisionsare2．52nmand4．33nminRMSvaluesasthemirror'sopticalaxisinverticalandlevelori—

7、entations，respectively．Afteralignment，theprimarymirroristestedinitsopticalaxisisinlevelorientation收稿日期：2013—08—01：修订日期：2013—09—20．基金项目：国防科技预研基金资助项目(No．1040603)光学精密工程第21卷byanopticalinterferometer，andthemirrorsRMSvalueis19．87nminthemeasurement．Theresultsfullysatisfythepreci