大型离轴三反空间相机前框架优化设计与试验

作     者：魏磊 张雷 解鹏 陈苏 WEI Lei;ZHANG Lei;XIE Peng;CHEN Su

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学北京100039 长光卫星技术有限公司长春130000 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2017年第46卷第5期

页      面：72-79页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.41501383) 国家重点研发计划(No.2016YFB0500904)资助~~ 

主　　题：离轴三反空间相机 前框架 拓扑优化 模态测试 一体化结构 

摘      要：为了保证某离轴三反光学系统空间相机光机结构的高稳定性与高准确度,针对该光学系统中次镜、折叠镜组件轴向空间位置接近的特点,设计了次镜、折叠镜组件一体化的前框架结构,并提出了一种结合了自由模态与约束模态的拓扑优化方法来优化相机的前框架结构.将优化后的前框架模型带入整个相机,并对整机进行有限元分析.结果表明,光轴呈水平状态,次镜、折叠镜相对主镜的倾斜分别为9″与22.4″,次镜相对于主镜的偏心为0.021mm,均在光学系统公差要求范围内.此外,对前框架结构进行自由模态分析与试验,结果验证了优化方法的正确性.所提出的拓扑优化方法可以有效避免基于约束模态拓扑优化方法约束点之间不存在联系的缺陷,能够为高分辨、宽视场空间相机光机结构的设计提供参考.