發(fā)布時間：2020-11-13 17:22

　　 薄膜反射鏡技術是近年來隨著空間光學應用不斷發(fā)展,系統分辨率、輕量化設計等指標不斷提高而提出的一種新型技術。傳統反射面初始態(tài)為平面的薄膜反射鏡,由于成型過程中面型偏差較大而極少被應用于成像系統。因此本文提出一種新型充氣式薄膜反射鏡,應用初始面型為拋物面的預成型薄膜作為反射面,降低成型所需充氣壓強,減小反射面成型形變,提高面型精度進而實現薄膜反射鏡在成像系統中的應用。首先,根據薄膜反射鏡工作原理,以彈性薄板理論為理論力學模型,分別對小撓度與發(fā)生大形變的情況,進行薄膜反射面受力成型過程的力學特性分析,并對撓度與力學參量的關系進行求解。同時針對初始狀態(tài)為平面的薄膜,總結其充氣后的面型偏差特性。其次,對預成型反射鏡進行不同載荷下的面型分析與成像仿真驗證。通過有限元分析軟件ANSYS對預成型薄膜反射面在不同載荷情況下進行,通過非線性計算精確獲取各節(jié)點位置位移變化。提取徑向坐標擬合至ZEMAX中用于非球面鏡設計的標準非球面方程中,進而可在光學設計軟件中,對用于驗證預成型反射鏡成像能力的紅外成像系統進行設計,并針對成像能力進行仿真驗證。最終,根據成像仿真分析結果,搭建以預成型薄膜反射鏡為主鏡的紅外成像光學系統,針對系統的成像能力設計并開展實景成像實驗。外場實景拍攝驗證系統在復雜環(huán)境中的工作狀態(tài),評判對具有復雜形狀與紋理自然景象的細節(jié)還原能力,結果表明系統在8.5lp/mm處可達到清晰成像標準,滿足設計要求。并對研究過程進行總結,分析實際操作中引起反射鏡面型偏差的影響因素,最終為超輕量化、超大口徑光學載荷的研究提供了理論依據和技術支持。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TH74
【部分圖文】：

射鏡鏡體制備的概念。圖 1-1 說明了各種類型望遠鏡系數關系。充氣式望遠鏡超輕型特點是顯而易見的�；鸺�板質量可以減輕。隨著材料科學領域技術的不斷進步，膜等薄膜材料的成功研制，使得這一概念具有實現的可空間光學系統對超高分辨率與超輕型設計的要求而提高分子薄膜作為基底材料，使反射鏡具有密度極低、可載空間等優(yōu)勢，為超大口徑、超量化空間光學載荷的設案[1,2]。

圖 1-2 NASA 第一個充氣衛(wèi)星 Echo代，一款橢圓形薄膜反射鏡被 L.Garde 公司如圖 1-3，其面型均方根誤差精度達到 2m展了充氣天線試驗，其中主鏡采用的為直徑

充氣式薄膜反射鏡實驗
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本文編號：2882434