摘要：为了实现碳化硅表面硅改性层的精密抛光,获得高质量光学表面,对磁介质辅助抛光技术进行研究。设计了适合碳化硅表面硅改性层抛光的磁介质辅助抛光工具,并对抛光工具的材料去除函数进行研究。针对材料去除函数的特性,对数控磁介质辅助抛光的驻留时间算法进行了研究。采用磁介质辅助抛光技术对碳化硅表面硅改性层平面样片进行了抛光实验。经过一次抛光迭代,碳化硅样片表面硅改性层的面形精度(均方根)由0.049λ收敛到0.015λ(λ=0.6328μm),表面粗糙度从2nm改善至0.64nm。实验结果表明基于矩阵代数的驻留时间算法有效,磁介质辅助抛光适合碳化硅表面硅改性层加工。

摘要：为了无需定制补偿透镜或者计算全息等就能实现对非球面光学元件的检测,提出了非零位补偿测试非球面的方法。对非零位补偿检验非球面中的部分补偿法、数字样板法和子孔径拼接法的基本原理和基础理论分别进行了分析和研究,建立了合理的数学模型,并对其具体的实现步骤和测试流程进行了分析和规划。结合工程实例,分别利用数字样板法和子孔径拼接法对一口径为350 mm的浅度非球面进行了面形检测,两种方法面形的PV值和RMS值的偏差分别为0.015λ和0.002λ(λ=632.8 nm),并设计和组建了部分补偿检验装置对一高精度凸双曲非球面反射镜进行了测量,其面形的PV值和RMS值分别为0.183λ和0.018λ。

摘要：为了实现口径150 mm凸双曲面SiC反射镜的面形检测，分别设计了传统的Hindle球检测、Simpson Hindle式检测和非球面样板法检测。经过检测精度、公差等方面的比较，选取了检测精度高、公差宽松、支撑结构简单的Hindle球检测方案。经过研磨、抛光等加工过程，目前面形精度达到0.023λ（均方根值）。在检测光路的对准和几何量测量方案中，提出采用干涉仪和激光跟踪仪相结合的方法，利用干涉仪对靶标球球面干涉检测对准，分别测量得到干涉仪出射光会聚点和Hindle球心的空间坐标，这两点对应着被检测凸双曲面的两个几何焦点，进一步计算得到被检双曲面的几何参数。误差分析表明，采用这种方法顶点曲率半径R和二次常数K的测量精度分别达到0.053 mm和9.6×10^-5。

摘要：在简要总结了各种检测大口径反射镜难点的基础上,为了实现30 m望远镜(TMT)超大口径第三反射镜的高精度检测,提出了一种融合五棱镜扫描技术和子孔径拼接测试技术的新方法。大口径反射镜分阶段依次进行了五棱镜扫描测试和子孔径拼接检测,对该技术的基本原理和基础理论进行了分析和研究,制定了检测30 m望远镜第三反射镜(口径为3.5 m×2.5 m)的方案,对其测试流程、五棱镜设计、五棱镜扫描像差拟合、拼接最优化算法等进行了详细分析,并对30 m望远镜第三反射镜的原理镜进行了实验验证,其最终拼接检测面形的均方根值(RMS)和斜率均方根值(slopeRMS)分别为28.676 nm和0.97μrad。

摘要：考虑空间环境中温度是光学系统成像质量的主要影响源,针对离轴三反射光学系统提出了一套由有限元分析到光学分析的热光学分析方法。在有效分析均匀温度场对系统影响的基础上,采用有限元分析得到温差影响下的镜面面形畸变,并用Zernike多项式拟合畸变面形;将Zernike系数代入光学设计软件CODE V,理论分析了温差影响下的光学系统成像质量,提出了光学系统温控指标。以温控指标为依据对光学系统采用主动热控进行热光学试验,所得试验结果均达到56lp/mm下光学系统全视场MTF值>0.2的光学参数要求,实验结果证明了理论分析的准确性和温控指标的合理性。

摘要：对Y环单元进行改造得到了叠加Y环单元图形,以延迟频率选择表面(FSS)的高次谐振,实现无干扰的单通带滤波器。运用谱域法分析得到的叠加Y环单元,并与Y环单元进行对比,分别讨论其角度稳定性、极化稳定性、-3dB带宽和高次谐振点。分析表明:当中心频点同为17.6GHz时,叠加Y环单元具有更窄的带宽,而高次谐波向后延迟6.5GHz,并保证了良好的极化稳定性和角度稳定性。叠加Y环单元臂长从2.78mm增大到3.18mm时,中心频率从17.6GHz下降到14.1GHz;臂宽从1.1mm增大到1.5mm时,中心频率从17.6GHz提高到20.6GHz,带宽变大;单元间距从7.2mm增加到8mm时,带宽从4.5GHz减小到3.5GHz,中心频点不变;缝隙宽度增大时,带宽变大,中心频点升高。在微波暗室中对叠加Y环单元FSS进行测试,结果与预期一致。结果表明,叠加Y环单元在保证角度稳定性与极化稳定性前提下,能够延迟高次谐振点,为工作频段内实现单通带滤波器提供了新的思路。

摘要：阐述了基于相位差异(PD)的波前传感技术的基本原理,并将该技术的应用领域由单色光或准单色光拓展为宽光谱照明。在大量计算机模拟仿真的基础上,设计了宽光谱PD技术的验证实验。用积分球照明作为光源,在实验室搭建了某相机调制传递函数测试实验平台,利用宽光谱PD技术进行波前解算和最佳焦面位置的确定,并对所采集的图像进行复原处理。此外,针对某相机的外场成像实验所采集的图像,利用宽光谱PD技术进行解算,得到了相机成像时的波前像差。实验结果表明:利用宽光谱PD技术解算得到的波前与干涉检验结果的均方根(RMS)偏差小于0.03λ,解算得到的焦面位置与测试得到的理想焦面位置偏差小于0.03 mm,检测精度满足工程实际需求。

摘要：基于电磁局域谐振的路谐振理论,将集总LC器件加载到工字形周期阵列中,设计了一种新型频率选择表面极化分离结构.利用等效电路法分析了不同极化时该结构的作用机制,并采用全波分析法研究了极化方式、入射角度和集总参数对其传输特性的影响.结果表明:所设计的结构在6.37GHz附近具有良好的极化分离特性;在0°—40°扫描范围内,横电(TE)和横磁(TM)极化下结构传输特性均保持稳定;通过调控集总元件LC值,该结构在保持TE极化方向传输特性不变的同时,可以实现对TM传输特性的独立调节,使设计更加灵活.该结构为极化分离器以及极化波产生器的设计提供了借鉴.

摘要：Fe-IX/X(λ=17.1nm)和He-II(λ=30.4nm)是太阳辐射的两条重要谱线,极紫外(EUV)空间太阳望远镜通常选择这两条谱线对日冕进行观测。为了实现在同一块反射镜对上述两条谱线同时具有较高的反射率,设计了多层膜膜系结构。首先根据极紫外波段选材原则选择了Si、B4C和Mo 3种材料,构成B4C/Si和Mo/Si叠加的两种周期结构,优化其周期数、膜层厚度等,计算了反射率曲线,并从理论验证了其可行性;然后利用磁控溅射镀膜机,在Si片上镀制了多层膜;最后用激光等离子体反射率计检测了样片的反射率,结果显示,在波长17.1nm和30.4nm处的反射率分别达到19.9%和20.2%。通过选择不同滤光片,如Mg、Al/Zr滤光片,可以获得17.1nm或30.4nm单一谱线的反射,实现了设计目标。

摘要：为了提高频率选择表面(FSS)设计优化速度,利用等效电路方法对基于集总元件加载的微型化FSS结构进行了分析.根据FSS物理结构建立了相应的等效电路模型,通过ADS软件对全波分析曲线进行拟合提取了等效电路模型参数,通过延长曲线范围增加极值点个数提高拟合参数精度.利用所提取的等效电路参数计算了不同LC参数下FSS的传输特性,与全波分析精确结果相对比,电路模型计算的透过率略高,中心频点及3 dB带宽与全波分析结果的相对误差均小于10%.证明了利用等效电路模型分析复杂FSS结构的可行性,为FSS设计和快速优化提供了参考.