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大口径长焦距离轴平行光管及关键光学元件的研制

作　者: 陆佳虎
导　师: 何勇；李建欣；胡明勇
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 大口径长焦距离轴抛物镜刀口阴影检验自准直干涉检验
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

光学系统中采用非球面光学零件已有300多年的历史,人们对高性能的非球面零件的需求越来越大。非球面光学零件具有优良的光学性能,并且能够使得光学系统得到大大的简化,但长期以来却未能得到广泛的应用,究其原因是由于非球面光学零件加工困难所导致,因此从牛顿时代直到今天,人们一直在想尽办法要解决非球面光学零件加工难的问题。随着航天技术的发展,大口径长焦距的光学系统的应用越来越广泛。大口径长焦距光学系统成像质量的评价,离不开相应的大口径长焦距平行光管,因此研制大口径的平行光管已是势在必行。大口径长焦距平行光管由于口径大、焦距长,一般采用反射系统,但是通常的反射系统往往有中心遮拦,要避免中心遮拦,最容易想到的就是采用离轴抛物面镜。在各国发射的空间相机中,很多均采用了这种系统。离轴抛物面反射镜的制造却是一个难题,主要是由于离轴反射镜的非球面度、口径和离轴量的增加和对反射镜面形准确度要求的提高,大大增加了离轴抛物面镜的加工难度。尤其是大口径、长焦距、高精度离轴抛物面反射镜的制造更是难上加难,这在很大程度上限制了它的应用。国内关于口径500mmm以上离轴反射镜研制的报道很少。南京中科天文仪器有限公司受国内某研究所委托研制一套光学性能测试系统光学组件,本课题通过参与该公司1米口径离轴抛物面主镜的研制任务,对整个系统以及这块主镜的设计方案、加工工艺以及检验方案做了详细全面的实践验证与总结提炼。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-10
  1.1 非球面光学冷加工的研究现状  7-8
  1.2 大口径平行光管的研究现状与课题的研究背景  8-9
  1.3 本文的主要研究内容  9-10
2 系统设计方案  10-35
  2.1 系统用途  10
  2.2 系统指标要求  10-11
  2.3 系统主要光学组件的指标要求  11-12
  2.4 系统设计方案  12-28
    2.4.1 系统总体设计的基本思想  12-13
    2.4.2 光学系统设计  13-26
    2.4.3 光学系统误差分析  26
    2.4.4 光学系统设计参数  26-28
  2.5 镜面加工及检测方法  28-30
  2.6 系统结构方案  30-35
    2.6.1 离轴抛物面主镜支撑方案  30-31
    2.6.2 抛物面主镜支撑面形分析  31-35
3 主镜的加工工艺  35-52
  3.1 不通孔的加工工艺  35-39
  3.2 粗磨工艺  39-42
    3.2.1 起始球面选择  39-40
    3.2.2 开R工艺  40-42
  3.3 细磨工艺  42-44
  3.4 抛光工艺  44-49
    3.4.1 粗抛工艺  45-47
    3.4.2 细抛工艺  47-49
  3.5 手修工艺  49-52
    3.5.1 最大非球面度  49
    3.5.2 最大非球面度的计算  49-52
4 镜面的检验  52-65
  4.1 刀口阴影检验  52-54
    4.1.1 刀口检验的原理  52-53
    4.1.2 刀口检验的方法  53-54
  4.2 4D动态干涉仪  54-57
    4.2.1 相移干涉技术的原理  55-56
    4.2.2 4D动态干涉仪原理  56-57
    4.2.3 4D动态干涉仪的优点  57
  4.3 平面镜的检验  57-60
    4.3.1 康蒙法检验原理  58
    4.3.2 康蒙法测量方法  58-60
  4.4 离轴抛物面镜的检验  60-65
    4.4.1 离轴抛物面主镜的参数  61-62
    4.4.2 离轴量的测量  62
    4.4.3 自准直检验原理  62-63
    4.4.5 自准直检验方法  63-65
5 总结和展望  65-67
  5.1 本论文的主要工作  65-66
  5.2 展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-69

大口径长焦距离轴平行光管及关键光学元件的研制

内容摘要

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