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超轻超薄反射镜主动支撑方案优化设计被引量：6: 2008年; 针对超薄反射镜径厚比大,自身刚度小,更易受环境变化影响面形精度的问题,本文对一块口径500mm超薄实验镜的主动支撑方案进行了有限元分析,并提出了主动支撑方案。本文包括以下内容:1)利用有限元软件系统建立了500mm超薄镜面的有限元模型;2)利用Zernike多项式几个低阶像差来模拟镜面的制造误差和工作环境变化引起的镜面形变,得到超薄镜面上各点的误差值;3)在分别计算出各个致动器响应函数的基础上,给出了该超薄镜具有最佳主动校正能力的致动器分布的优化方案;4)通过对比不同厚度的超薄镜的主动校正能力,给出了500mm口径超薄镜的最佳厚度。; 倪颖黄启泰余景池; 关键词：主动光学超薄反射镜有限元 ZERNIKE多项式优化设计

超轻超薄反射镜加工工艺研究被引量：2: 2007年; 介绍了国内外在超薄镜加工工艺方面的研究现状,在对已有的加工工艺改进的基础上进行了超薄镜加工工艺的实验研究,获得了预期中的实验结果,发现超薄镜下盘后由于应力释放而产生的形变主要来自像散,在主动调节中应注意对其进行校正。对超薄镜加工工艺实验研究中所获得的一系列经验进行了总结。; 黄启泰郭培基倪颖余景池; 关键词：超薄镜空间光学

超轻超薄反射镜制造过程中的变形控制研究被引量：6: 2008年; 针对超轻超薄反射镜(超薄镜)径厚比大、自身刚度小、单独加工难度大的问题,采用基底支撑方式对超薄镜进行加工。我们研究了在加工过程中粘接、温度、应力等因素所导致的超薄镜变形的控制手段并对变形控制效果提出了评判方法。通过195mm口径超薄镜工艺实验对控制变形的工艺进行改进,用改进后的加工工艺进行了340mm口径的超薄镜制造,得到了比较理想的面形,下盘后PV值5.74λ,RMS值1.02λ(λ=632.8nm)。这表明在超薄镜制造过程中变形控制的技术方案可行,工艺改进方向正确。同时,实验结果表明,超薄镜制造过程中的变形最终表现为镜面出现非重力因素引起的像散。; 黄启泰郭培基余景池; 关键词：空间光学超薄镜

非球面成形致动器排布方法的研究: 2009年; 为了实现超薄球面镜的非球面成形,提出了一种采用非球面梯度法求致动器排布初始解的方法。给出了该方法的理论依据、排布方法以及计算非球面度梯度的两种公式;以一大口径离轴超薄非球面镜为例,用非球面度梯度的两种计算公式分别求出了致动器排布初始解,完成了非球面成形的有限元分析,得到了满足面形精度RMS值为21.09 nm的最终解;最后,介绍了致动器排布的优化步骤,比较了非球面梯度法、正方形法和环形法的差异。结果显示,用非球面度梯度平均值公式求出的初始解与最终解最接近,符合非球面度梯度变化率与致动器面密度的关系,而通过优化还能进一步减少致动器数量和面形残差。在相同面形精度下,非球面梯度法排布的致动器个数约为正方形和环形排布的1/2或更少;在相同致动器个数下,非球面梯度法排布的面形残差RMS值约为正方形和环形排布的1/3或更小。结果表明,非球面梯度法更适合在非球面成形领域用于求解致动器排布初始解。; 曾春梅余景池; 关键词：有限元法

0.5m超薄镜主动支撑面形校正及实验被引量：12: 2010年; 为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力,以一个直径0.5m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系,引入了一些需校正的面形误差,如初级球差、慧差、像散及重力变形等,确定了致动器作用力的优化目标,用求解非线性约束问题的优化算法——序列二次规划法计算了校正面形误差所需的致动器作用力,得到了超薄镜面形残余误差。仿真分析表明,对于归一化系数为1的初始球差、慧差、像散以及它们的叠加,用本文提供的致动器排布方式可以将面形误差校正到RMSλ/24以内,且对初级像散的校正能力最强,慧差和球差次之;竖直放置时的重力变形加上3种低阶像差的叠加也可被校正到RMSλ/24。在得到主动支撑的0.5m实验镜的初始面形结果后,重新计算了优化力和面形误差,结果表明,计算结果和实际装调结果基本一致,RMS约为λ/7。计算分析了超薄镜面形未能达到预期目标的原因,提出了适当增加致动器和提高超薄镜初始面形精度的改进方案,并最终使超薄镜面形达到RMSλ/20的要求。; 曾春梅郭培基余景池; 关键词：超薄镜致动器有限元法

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江苏省高校自然科学研究项目(05KJA14003)