NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
高次非球面的工艺技术研究
陈 韬
Subtype硕士
Thesis Advisor袁吕军
2011-06
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline天体物理
Keyword光学工艺 高次非球面 补偿检验 磨削函数 红区改正镜加工
Abstract
随着天文、军事、以及空间技术的不断发展,人们对相关的光学系统性能提出了更高的要求。高次非球面相比于普通二次曲面和球面,其面型参数更多,能更加有效地校正像差,简化结构,提高光学系统性能,使得设计的自由度更大。特别是在天文光学领域,现代大型望远镜系统中经常能见到高次非球面应用的身影。但是它又有着面型复杂,曲率变化快,非球面度大的问题,给检验和加工工艺提出了不少难题,制约了它的应用和发展。国内关于高次非球面工艺技术的研究也较少。

本文首先从高次非球面基础理论出发,分析了高次非球面光学特性,并以施密特系统为例分析了其应用原理,总结了高次非球面面型特性和工艺难点所在。利用VC.6.0 编制了一款面型计算软件可以快速给出面型参数,以辅助加工。
 
本文重点针对改正镜类的透射式高次非球面展开研究。探讨了一些面型检测方法对高次非球面的适用性。结合大型望远镜光谱仪中一块Φ244 mm 一面平面另一面为高次非球面的红区改正镜进行具体的检验和加工工艺研究。设计了一套单片式补偿检验系统,并在加工实验过程中用该系统进行面型检测,由于其相比于普通镜面的的检验系统要复杂许多,所以文中也给出了系统装调的原理和方法。分析探讨了几种高次非球面的加工工艺,结合该红区改正镜提出了几种新型磨削工艺,建立相应的数学模型并在实验中得到了验证。由于高次非球面的特殊性,提出并试验了数控铣磨直接成型法,很大程度上降低后续工艺难度,在细磨和抛光阶段主要采用小工具行星运动的加工方法,该方法易于和实验室的数控设备相结合,能很好地修正面型中高频误差;在抛光阶段将其与整工具,环工具抛光和小工具的微量手修相结合,克服了面型不平滑,边缘易塌边等的技术难题。
 
最终加工完成的镜面具有较高精度,满足图纸要求。本文分析和实验中总结出了一套高效率,低成本,高精度的高次非球面工艺方法。

Subject Area天文镜面(材料、加工、检测)
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/106
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
镜面技术实验室_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
陈 韬. 高次非球面的工艺技术研究[D]. 中国科学院研究生院,2011.
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