| 采用温度补偿技术的超轻量镜面系统 | |
许金鑫
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| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 郭伟远 |
| 2008-06 | |
| 学位授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 关键词 | 超轻量化 韦伯望远镜 超轻镜系统 温度补偿 有限元 |
| 摘要 |
为了观察更加遥远的宇宙天体，空间天文光学望远镜需要较高的分辨率，这就要求长焦距、大口径的光学系统。随着口径的增大，减轻望远镜系统的重量逐渐成为重要的研制课题。而作为望远镜的核心部件的主镜的超轻量化技术越显突出。本文通过调研国内外反射镜超轻量化技术的发展状况，重点参考了韦伯太空望远镜研制过程中的先进的思路和方法，首先提出一种新技术，利用温度补偿方法消除镜面面形因温度变化而产生的变形，使超轻镜面系统在温度变化范围很大的情况下仍保持精度基本不变。本文的内容主要有下面几个方面：
1. 介绍了韦伯望远镜一系列的研制方案，研究了其中具有代表性的几种超轻镜系统的设计思路、结构、材料的选用以及加工等，借鉴了他们先进的思路和方法。
2. 研究了超薄型反射镜技术，包括超薄型反射镜分析、设计的原理和方法，反射镜支撑的数量、位置、排布方式的选择，阐述了有限元法的原理及意义。
3. 建立刚性支撑的镜面系统有限元模型，对支撑杆件运用温度补偿原理，使得镜面面形在环境温度大幅度变化下保持稳定。镜面考虑三明治结构，运用有限元软件对杆件的位置，膨胀系数，以及镜面的厚度进行优化分析，使镜面面形的变化达到较小的PV 值。
4. 建立柔性支撑的镜面系统有限元模型，镜面四周用圆筒加以预应力，对底板和圆筒运用温度补偿，镜面的调节使用柔性的金属丝。镜面考虑三明治结构，运用有限元软件对金属丝的位置，膨胀系数，以及镜面的厚度进行优化分析，镜面的光学精度比较理想，PV 值只有1/30λ 。
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| 学科领域 | 天文镜面（材料、加工、检测） ; 有限元分析 |
| 文献类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/148 |
| 专题 | 学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 许金鑫. 采用温度补偿技术的超轻量镜面系统[D]. 中国科学院研究生院,2008. |
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