超大口径光学制造的静压支撑系统集成与控制

作     者：胡海飞 罗霄 戚二辉 胡海翔 郑立功 Hu Haifei;Luo Xiao;Qi Erhui;Hu Haixiang;Zheng Ligong

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2015年第35卷第8期

页      面：246-254页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家973计划(2011CB013205) 国家自然科学基金(61210015) 

主　　题：光学制造 均力静压支撑 调整精度 超大口径反射镜 在线加工检测 

摘      要：在超大口径光学制造中,镜体背部空间狭小,转台承载能力有限,要求光学制造的支撑结构尽量简单;镜体承受加工载荷且弥漫加工磨料,要求支撑系统对加工载荷和环境不敏感;此外,为便于在线检测,缩短检测周期,还要求支撑系统具有较高的调整精度和稳定性。设计了一种均力型静压支撑系统,先测试了单个支撑的均力性及刚度,预测了压印效应的大小;随后阐述了支撑系统的控制方法;最后实现了系统集成及其图形用户界面（GUI）界面操作。将该系统用于2m Si C反射镜的光学加工,可将压印效应均方根（RMS）值控制到13.1 nm≈λ/48,满足加工需要;用于立式检测,系统对镜体倾斜和俯仰角可监测到的角度范围为0.34″~0.48°,以及沿Z方向±5 mm的运动;对应曲率中心在XY平面的调节范围d R最大值50 mm,最小值为10μm,与电荷耦合器件（CCD）像元尺寸接近,满足立式检测需要。对目前具有重大需求的2~4 m量级反射镜而言,该系统具有较好的适用性。