• 一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜及其研制方法

    • 摘要:

      本发明提出一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜及其研制方法,针对现有自适应望远镜内非球面变形反射镜存在的系统复杂、可靠性及抗热扰动能力较差等问题,包括镜面(13)、驱动器(14)、底座与热沉(15)、外壳(16).镜面、驱动器、底座与热沉、外壳组装为整体后与支撑机构连接;镜面采用具有整体式极头的厚镜面结构;驱动器采用具有增隔离与导热增强层的叠堆式压电驱动器;底座与热沉采用与镜面匹配的高弹性模量材料及轻量化结构形式;通过镜面‑驱动器‑底座与热沉构成的全固态导热通道,将镜面吸收的热量导入变形反射镜后部处理.最终构建更适用于太阳高分辨力成像、激光传输等高热沉积应用场景的非球面变形反射镜.

    • 专利类型:

      发明专利

    • 申请/专利号:

      CN202010359800.8

    • 申请日期:

      2020.04.30

    • 公开/公告号:

      CN111352233A

    • 公开/公告日:

      2020-06-30

    • 发明人:

      饶长辉 郭友明 官春林 樊新龙 张小军 周虹 牟进博 薛丽霞 程琳 何刚

    • 申请人:

      中国科学院光电技术研究所

    • 主分类号:

      G02B26/08(2006.01),G,G02,G02B,G02B26

    • 分类号:

      G02B26/08(2006.01),G02B26/06(2006.01),G,G02,G02B,G02B26,G02B26/08,G02B26/06

    • 主权项:

      1.一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜,其特征在于:高抗热扰动能力非球面变形反射镜是由镜面(13)、驱动器(14)、底座与热沉(15)、外壳(16)构成整体,同时具备望远镜主光学系统组件及自适应光学系统波前校正器功能; 所述镜面(13)为球壳结构镜面,镜面正面(17)为望远镜主光学系统要求的非球面,镜面背面(18)为保证镜面厚度均匀的球面,镜面背面(18)具有与镜面(13)一体,指向镜面背面(18)法向的整体式极头(19); 所述驱动器(14)两端具有分别与镜面(13)整体式极头(19)及底座与热沉(15)顶面匹配的匹配接头(24); 所述驱动器(14)为叠堆式压电陶瓷驱动器,采用压电陶瓷片(25)层叠构成驱动元件,通过正内电极(26)、公共内电极(27)分别将驱动电极(29)、公共电极(30)信号加载到压电陶瓷片(25)两面,驱动驱动器(14)伸缩,压电陶瓷片(25)界面无需连接的位置敷设绝缘层(28),压电陶瓷片(25)叠堆外层敷设隔离与导热增强层(31). 2.根据权利要求1所述一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜,其特征在于:所述驱动器(14)在组装之前进行严格的热稳定性筛选. 3.根据权利要求1所述一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜,其特征在于:所述底座与热沉(15)使用与镜面(13)材料热膨胀系数匹配的高弹性模量材料,并采用轻量化结构形式;底座与热沉(15)侧边具有与其为整体的柔性连接结构(32);柔性连接结构(32)相对光轴方向对称分布;柔性连接结构(32)中部具有连接螺孔(33),用于底座与热沉(15)与外壳(16)连接;柔性连接结构(32)两端通过柔性铰链(34)结构与底座与热沉(15)连接. 4.根据权利要求1所述一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜,其特征在于:外壳(16)通过连接螺杆(37)与底座与热沉(15)连接;连接螺杆(37)前端具有与连接螺孔(33)匹配的螺纹结构;连接螺杆(37)穿过外壳(16)侧壁与底座与热沉(15)连接后,通过点胶方式与外壳(16)固定;外壳(16)顶部具有口径略小于镜面(13)口径的防护罩(38);防护罩(38)与镜面正面(17)间隙约0.5mm. 5.一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜的研制方法,用于制造权利要求1所述的高抗热扰动能力非球面变形反射镜,其特征在于:所述镜面(13)制造方法为:a.待加工镜坯(20)上盘,加工镜面正面非球面,得到非球面成型后镜坯(22);b.成型后镜坯(22)翻转、上盘,加工镜面背面(18)球面及整体式极头(19)结构;c.下盘,得到镜面(13). 6.根据权利要求6所述的一种高抗热扰动能力非球面变形反射镜的研制方法,其特征在于:部件制造、筛选完成后装配顺序为:a.驱动器(14)与底座与热沉(15)组装,得到驱动器-底座与热沉装配体(35);b.镜面(13)与驱动器-底座与热沉装配体(35)组装,得到高抗热扰动能力非球面变形反射镜核心装配体(36);c.高抗热扰动能力非球面变形反射镜核心装配体(36)与外壳(16)组装,得到高抗热扰动能力非球面变形反射镜(12).