长波红外差分干涉仪光栅低温安装结构设计与优化

作     者：吴阳 冯玉涛 韩斌 武俊强 孙剑 WU Yang;FENG Yutao;HAN Bin;WU Junqiang;SUN Jian

作者机构：中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.41005019) 中国科学院西部青年学者项目资助(No.XAB 2016A07) 陕西省自然科学基础研究计划资助项目(No.2019JQ-931) 中国科学院西部之光交叉团队项目资助(No.E1294301) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2024年第32卷第2期

页      码：171-183页

摘      要：长波红外差分干涉仪在低温工况下会因光学元件受到非均匀应力作用产生干涉条纹的畸变,从而降低干涉仪系统性能。本文为解决低温工况干涉条纹弯曲畸变问题,基于长波红外差分干涉仪光机系统进行了干涉条纹畸变影响因素分析,结合光-机-热耦合分析方法,对干涉仪系统低温工作状态进行仿真。随后设计了针对影响条纹畸变的关键元件——光栅元件的低温微应力动态稳定支撑安装结构,结构优化后的光栅表面面形均方根(Root Mean Square,RMS)值为3.89×10^(-2) nm,面形峰谷值(Peak to Valley,PV)值为2.21×10^(-1) nm,分别较优化前初始系统的分析结果减小了5个数量级,系统仿真干涉条纹畸变小于1个探测器像元。全系统低温验证试验表明,优化结构可有效抑制干涉条纹畸变,畸变量小于2个探测器像元,试验与仿真计算结果一致性较好,验证了优化分析方法的有效性。该优化方案对提升反射式光学系统结构低温稳定性,提高系统工作能力有较大意义和价值。

主 题 词：微应力装夹 干涉条纹畸变 低温光机结构优化 光-机-热耦合 面形拟合 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/OPE.20243202.0171

馆 藏 号：203126015...