| 子孔径拼接检验离轴非球面方法的研究 | |
孙杉杉
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| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 郑奕 |
| 2016-05 | |
| 学位授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 学位授予地点 | 北京 |
| 关键词 | 离轴非球面 子孔径拼接检验 橄榄形域 对准控制 |
| 摘要 | 天文望远镜的口径直接影响分辨率和集光能力，因此口径越来越大。10米的Keck望远镜创造性的提出、并实现了拼接镜面技术，突破了单一镜面口径的限制。目前正在建造光学望远镜欧洲极大望远镜（European Extremely Large Telescope，E-ELT）、三十米望远镜（Thirty Meter Telescope，TMT）都采用了拼接镜面技术。这些望远镜的主镜都由数百块离轴非球面拼接而成，其面形检验是工程的主要难点。本文对拼镜面望远镜普遍使用的1.5米离轴非球面，提出使用子孔径拼接进行面形检测的方法，主要的工作有： 1. 离轴子镜的非球面度分析：首先根据最少材料去除量的原则，编制了最接近球面的计算程序，使用三十米望远镜参数，计算出其最接近球面的大小；其次，使用Zernike多项式对离轴子镜面形进行分析，结果表明离焦、像散和慧差是主要组成部分。 2. 拼接栅格设计与近零补偿方法：综合考虑子孔径大小、重叠区域面积、像差补偿量，提出了6次、13次、25次拼接的栅格方案；通过数值计算，对450mm和600mm子孔径使用近零补偿的方案进行可行性验证。 3. 拼接重叠区上的正交多项式分析方法：重叠区域上（橄榄形域）的数据处理对拼接精度很重要，首先推导了橄榄形域的数学表达式，然后采用非迭代正交方法将Zernike多项式在橄榄形域进行了正交化，获得了前15项多项式的表达式，最后对其应用做了介绍。 4. 检测平台设计和对准方法的分析：提出使用五轴机床平台来检测离轴非球面，阐释了涉及的主镜坐标系、子镜坐标系、局部坐标系和机床坐标系，及其相互转换方法，进而推导出干涉仪和镜面的相对运动公式。 研究内容有望使用在大口径离轴非球面的子孔径拼接检验中。 |
| 学科领域 | 天文技术与方法 |
| 语种 | 中文 |
| 文献类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/1290 |
| 专题 | 学位论文 |
| 作者单位 | 南京天文光学技术研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙杉杉. 子孔径拼接检验离轴非球面方法的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2016. |
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