光杠杆、标尺望远镜组测量微小变化量的误差分析

以光杠杆、标尺望远镜组测量微小变化量原理为依据，就镜面、标尺和望远镜光轴等偏调，对测量微小变化量的误差进行了分析。     

超薄微通道水冷铜镜的结构优化设计

采用ANSYS有限元软件对强激光作用下的超薄微通道水冷铜镜的温度场分布和热变形进行了系统模拟,研究了超薄微通道水冷铜镜的结构对镜面变形峰谷值的影响.结果表明:采用水冷可以大大降低镜面变形的峰谷值;水冷铜镜的结构对镜面变形峰谷值有很大的影响.镜面厚度、水槽尺寸以及水冷区域的大小都是重要的影响因素,其中以水冷区域的大小影响尤甚.与当今广泛使用的水冷镜不同,本研究表明水冷区域并不是越大越好,而是有一个最佳值.     

脉动风作用下经纬仪保护窗口镜面波像差预测

脉动风对结构的影响具有不确定性,为了消除脉动风给系统成像质量造成的影响,需要对脉动风作用下经纬仪保护窗口镜面波像差进行预测。提出一种基于NARX神经网络模拟脉动风压和镜面波像差RMS间的非线性关系的模型,采用AR模型模拟脉动风速时程;并利用有限元分析镜面变形得到的数据拟合镜面面形获得镜面波像差RMS,对NARX神经网络进行离线训练、验证和预测。仿真结果表明,所建立的NARX神经网络模型预测均方误差MSE为3.434 8×10~(-9);并能够满足经纬仪系统镜面变形在线主动补偿实时性要求。     

腔镜热畸变对激光输出特性的影响

本应用微扰理论，对微热变形腔的激光模式进行了理论计算与分析；给出了激光模式之间的耦合以及等效光束发散角与镜面变形量之间的关系．结果表明：镜面中心处热变形量越大，模式之间的耦合越强，激光腔模式发生畸变就越严重；当镜面中心处热变形量为0．5λ时，基模TEM0的中心光强将下降50％，而其等效光束发散角将增大到镜面无变形时的2倍．     

南极天文光学望远镜智能化除霜方法

南极Dome A(冰穹A)因其优良的观测条件被誉为地球上最好的天文观测台址之一。Dome A温度常年处于-30～-80℃,相对湿度40%～80%,温度起伏大,望远镜镜面易结霜,影响天文观测的效率和质量。为实现无人值守的智能化镜面除霜、减少除霜对观测时间的占用、降低除霜对镜面视宁度的影响、减少除霜对能源的消耗,提出了智能化除霜方法。首先,分析环境、科学数据、仪器三者的关系,利用外部输入非线性自回归(nonlinear auto regressive models with exogenous input,NARX)时间序列神经网络构建望远镜镜面状态的预测模型;其次,设计南极望远镜智能化除霜仿真系统,实时预测镜面情况,根据预测结果模拟采取相应的应对措施。结果表明该方法能有效实现智能化除霜,减少了人为干预,节约了观测时间,提高了望远镜运行的可靠性。     

采用数值仿真实验的“透光”镜制造原理

对“透光”镜造型进行检测分析，探明“透光”现象的关键原因为镜面整体上凸，镜面存在微观结构.对镜体材质、铸造残余应力、研磨量和研磨方式等关键因素进行分析，逐步探明制镜工艺特点.以ABAQUS软件为平台，通过数值仿真实验分析镜面研磨过程中残余应力引起的镜体变形效果.仿真结果表明：随着“透光”镜的镜面研磨去除量和去除曲率逐渐增大，镜面微观结构的高度差将逐渐增大，形貌特征将更加明显；在平面研磨过程中，随着镜体刚度逐渐下降，铸造残余应力克服镜体刚度使镜面产生拱起变形和应变差异；在曲面精磨过程中，随着镜面弯曲曲率的增大，镜体内部残余应力更易释放，镜面上的微观结构也更加明显，最终形成镜面“透光”现象.     

微变形镜补偿激光器波前畸变

推导出热畸变与微变形镜镜面形变量及反射镜驱动单元上电压的关系,建立了补偿激光器腔内畸变的自适应光学系统试验平台．试验结果表明,给变形镜的37个驱动电极施加不同的控制电压,改变镜面弯曲程度．能有效校正激光波前畸变,为基于微变形镜的自适应光学在热畸变校正系统中的应用提供了必要的试验依据．     

强激光反射镜体结构对镜面热变形的影响

对于高功率激光器谐振腔反射镜在高能光辐照下的热变形问题,通过对不同镜体结构的热变形的效果分析,说明镜体结构决定了热变形的效果.比较了不同的镜体结构镜面热变形的有限元软件计算结果,得到较优的镜体结构:对于圆形的Si反射镜,去掉光照背面中心区域以外的环形区域有利于减小热变形,环形区域保留5 mm厚比较适宜;光照背面的中心区域的直径大小为40～60 mm比较适宜.结果还表明,通过优化镜体结构的方式对减小镜面热变形是非常有效的.热台架实验结果与数值模拟结果相符.     

碟式太阳能镜面风荷系数的数值分析

为分析25 kW碟式太阳能镜面风荷系数的大小,采用计算流体动力学(CFD)的分析方法.基于三维造型软件Pro/E建立了25 kW碟式太阳能旋转抛物面模型,结合Fluent软件对碟式太阳能镜面的风荷系数进行了数值计算,并对镜面的压强和风流场的流速进行了仿真分析.得到碟式太阳能镜面在不同方位角和高度角下的力和力矩系数以及镜面表面的压力分布和流速分布.结果表明：采用流体动力学分析方法计算出的风荷系数可以为碟式太阳能结构设计和镜面受载变形提供重要的参数依据和指导意义.     

大口径非球面镜整体抛光盘的改进

对非球面镜的抛光一般都离不开大的抛光盘,只是较大非球面镜所需的抛光盘过于沉重,经常引起镜面变形而增加了加工难度。在这里介绍一种新的磨盘,它采用六根铝条代替了原来笨重的整盘,大大减轻了对镜面的压力,提高了加工效率。     

10Ni3MnCuAl钢的超塑性及其应用

新型塑料模具钢ＰＭＳ镜面钢在６３０～６７０℃变形温度范围内和较宽的应变速率范围内具有较好的超塑性能。在最佳变形条件下利用该钢进行精密塑料电话机按键模的超塑成形，可一次成形出精度较高的模具，证明其有较好的应用效果。     

腔镜热变形对高斯镜平凹腔激光场模式的影响

用边界元素法把具有高斯反射镜的平凹腔的衍射积分方程转化为有限阶的矩阵方程,并计算了具有高斯反射镜的平凹腔当平面输出镜发生呈高斯分布的镜面变形时谐振腔基模的场强、相位分布和本征值．结果表明,当变形量较小时,高斯镜平凹腔基模光场半径随腔镜变形量的增大而增大,但不发生畸变,远场分布基本上不受影响,本征值下降甚微,这有效地保持了激光束的质量和功率输出,并利于增益介质的利用．仅当变形量较大,如当中心变形量达到1．2λ以上时,光场分布才发生畸变,远场光斑聚焦特性和中心强度下降,基模冬征值也随变形量的增加大幅下降．     

大口径空间望远镜变形镜校正能力分析

为满足大口径长焦距空间望远镜在轨像差校正的要求,提出采用出瞳变形镜技术方案。首先分析了在轨误差源以及主动校正像差的必要性,建立了变形镜高斯影响函数模型,给出变形镜控制矩阵和控制电压解算方法;在此基础上,通过对波前畸变模拟校正误差分析,确定方法的有效性。通过有限元对主镜在轨工况条件分析,得到离散点坐标值及相应的位移值,处理数据用于出瞳变形镜校正,完成在轨主动光学校正全链路仿真。     

杨氏模量测定的尺镜组装置研究与设计

为了提高杨氏模量测定精确度,从试验误差角度分析,得出因尺镜组调节不当引起误差,从而降低了杨氏模量测量的准确度;从测量不确定度和有效数字处理角度分析,得出杨氏模量的测量精度被尺镜组所制约.因此,对测量方法和尺镜组装置进行了改进,将标尺设计为最小分度值为0.02 mm移动铅直标尺,望远镜设计为准直望远镜,光杠杆镜面到标尺距离为1.236 2 m以上.通过试验,得出测量结果总不确定度由0.07×1011 N*m-2下降为0.025×1011 N*m-2,使测量结果的有效位数增加一位,减小了人为调偏标尺和望远镜的误差.     

大口径楔镜支撑结构分析

本文针对大口径光楔镜的支撑需求,设计用钢带式机械支撑结构,通过UGNX对所设计的机械结构进行三维建模、三维装配,并使用ANSYS对所设计机械结构进行有限元分析,结果表明机械结构满足支撑的可调（俯仰、微调）、性能稳定、镜面面型变形小等要求。     

一种基于视觉测量的大型碟式聚光器 镜面单元位姿调节方法

根据大功率碟式聚光器镜面单元结构特点及在线安装过程中对镜面单元位姿快速检测、高效调节和精确定位的需要,提出了一种基于三目视觉测量和机器人辅助安装的镜面单元位姿调节方法.建立了任一镜面单元角点空间坐标方程,设计了镜面单元位姿调节系统结构,并明确了相应调节方法与步骤.以38 k W碟式聚光器为例,对镜面单元不同位姿进行了光学计算,分析了视觉测误差和镜面单元制造误差等因素对镜面单元位姿调节的影响.结果表明,基于视觉测量的调节方法,在不考虑其他误差情况时,当视觉测量误差和镜面单元制造误差的综合误差控制在±2 mm内,能满足镜面单元位姿调节精度要求.     

一种新型分离式微变形镜的特性分析

针对一种结构新颖的分离式微变形镜的动、静态特性进行了分析．从能量角度入手对微镜支撑结构在其不同运动状态下所表现出的等效弹性系数进行了推导．以z轴方向的平动为例对微镜的静态变形一电压关系、谐振频率及瞬态响应进行了详细讨论．分析结果表明，在115V时镜面变形可达2μm，而谐振频率为58．805kHz．同时通过与ANSYS模拟结果的对比证实了理论分析的可靠性．     

浅谈镜面混凝土的质量标准和施工工艺

镜面混凝土作为一种新型的建筑形式,在火力发电厂项目施工中应用较为广泛。镜面混凝土的应用实施,产生了良好的经济效益和社会效益。目前,国家尚未制定有关镜面混凝土的技术规程及施工质量验收规范,使得镜面混凝土的施工处于一种探索阶段。本文结合火力发电厂的工程实践对镜面混凝土的施工工艺进行简要介绍。     

固定条形镜面聚光器设计的研究

固定条形镜面聚光器是近几年内发展起来的一科新型太阳能利用装置。它与一般镜面跟踪的聚光器相比较,具有不少的优点。它的镜面是固定不动的,可用普通建筑材料,如水泥、砂子、砖、角钢等材料来制造支承镜面的骨架,因此完全可以因地制宜地来选择材料,当入射光线变动时,它只需要变动吸热器的位置就可以接收反射的光线,特别是东西向放置时,吸热器跟踪机构就更为简单,它使用管理方便,成本低廉。因此自从问世以来,便引起了世界各国广泛地重视。本文从理论上分析了它的基本光学原理,探讨了设计方法,得到了n—θ图,并洋细介绍了该图的使用方法,可以大大减少设计中的计算工作。对进一步研究固定条形镜面聚光器可能亦有帮助。     

MEMS微变形镜单元间耦合的优化控制研究

通过计算MEMS微变形镜校正畸变波面后的残余误差,研究不同单元间耦合情况对变形镜校正效果的影响.针对连续镜面MEMS微变形镜单个致动器单元工作时,相邻及以外的单元都会有一个变形量,用耦合系数来表征单元工作时对相邻单元变形量的影响程度.以单元间距为3mm的10×10单元阵列MEMS微变形镜为例,研究了变形镜校正不同畸变波面时,最佳耦合系数与波面畸变因素对应关系.当校正对象为前20阶Zernike多项式波面,此变形镜的最佳耦合系数为10%.分析了单元间距分别为2,2.5,3,3.5,4mm时,10×10单元阵列MEMS微变形镜校正效果的变化情况;不同单元间距对应的最佳耦合系数分别为12%,11%,10%,9%,8%.