摘要：设计了一种新颖的双回转子孔径扫描装置,得到了可以覆盖大口径光学系统全口径的子孔径扫描光斑,从而满足了大口径光学系统光谱透射特性的测试需求。结合双回转扫描装置的结构参数误差,基于齐次坐标变换矩阵原理,建立了双回转扫描装置的数学模型,提出了一套分析子孔径扫描精度的方法,并且在设计双回转子孔径扫描装置中实现了应用。分析结果表明,当双回转子孔径扫描装置的回转半径rη≤400mm时,子孔径扫描精度Δrη为-0.007～0.028mm。提出的子孔径扫描误差估计方法、建立的扫描运动坐标转换模型和得到的误差数据结果可作为类似回转扫描机构的设计参考,也为基于双回转子孔径扫描方法的大口径光学系统光谱透射特性测试的深入研究提供了理论依据和数据基础。

摘要：大口径激光发射窗口窗口镜由于径厚比高,刚度低,在自身重力下会发生变形,即镜面峰谷值(PV值)与均方根值(RMS)值过大,窗口镜会形成透镜,改变了激光发射输出端的发散角,不能满足激光发射系统的精准命中和能量集中的需求。建立了硒化锌材料的光学窗口的有限元仿真模型,计算分析在窗口镜径向支撑与底部安装支撑点结合轴向支撑作用时窗口镜的变形情况,并优化支撑体的材料、数量、位置分布。进行有限元仿真分析后,窗口镜面形精度满足PV值λ≤632.8nm与RMS低于λ/5≤126.56nm,支撑结构设计满足激光发射窗口需求。

摘要：为了探究宇宙起源与演化过程,大口径巡天望远镜将突破已有的探测深度和广度,帮助人类解决更多科学前沿领域问题。大口径校正镜组不同于普通的透射式光学系统,为了使校正镜组性能满足设计要求,总结分析了透镜支撑设计的基本原理和一般方法,建立了弹性体有限元模型,进行了参数化分析并优化了支撑结构关键部位。着重考虑透镜和镜室在不同重力载荷下的位移变形、应力变化和成像质量要求。结果显示,在0°~90°俯仰角变化范围内,弹性体支撑的透镜标准化点源敏感性值最小值为0.9731,其面形误差、应力和位移等方面均满足系统设计要求,以上的工作对于类似的大口径系统设计与优化有着一定指导意义。

摘要：随着光学元件的口径增加,无论是在加工检测还是在站址观测过程中,镜面视宁度的影响已经越来越难以忽略。在此情况下,研究可以定量测量镜面视宁度的方法与设备就显得十分重要。基于曲率/斜率混合传感策略,结合冷冻湍流假设实现镜面视宁度评价在时-空域上的转化,实现对镜面视宁度大动态范围的检测。首先,对曲率/斜率混合传感的基本方法进行了理论推导,并以标准化点源敏感性作为评价指标进一步分析了检测过程中的镜面视宁度变化。实验结果显示,在热扰动流场较为均匀时,镜面视宁度的影响较流场反复变化时小,由于湍流不稳定所引入点源敏感性(PSSn)为0.971 8。实验结果证明基于曲率/斜率混合传感的方法可以定量分析大口径光学元件镜面视宁度,对于后续开展的大口径系统设计优化与检测加工具有很好的指导意义。