应用旋转法实现大口径非球面反射镜零重力面形加工

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来源：光学精密工程，发表时间：2019-12-15
作者：孟晓辉＊，王永刚，李文卿，陈建丞，周于鸣，张继友
单位：北京空间机电研究所


摘要：：为了在地面制造环境下实现大口径空间非球面反射镜的零重力面形加工，建立了基于重力卸载的高精度旋转检测工艺方法。首先对Ｎ 次等间隔旋转法的基本原理进行了介绍，并结合一块Ф１　２９０ｍｍ　ＵＬＥ材料的非球面反射镜加工实例，分别给出了旋转法实施环节中的旋转角度和偏心误差控制方法，实际角度误差和偏心误差分别优于０．１°和０．１ｍｍ。然后，在低精度阶段采用了３次旋转法对检测结果进行处理，主镜面形精度快速收敛至０．０２９λ－ＲＭＳ；同时由于应用旋转法而导致镜面上的对称性误差累积放大，进行了针对性去除，面形精度进一步收敛至０．０２３λ－ＲＭＳ。最后，采用了６次旋转法对检测结果进行处理并指导光学加工，反射镜６个方向下的实测面形精度为０．０１２λ－ＲＭＳ，去除重力变形误差后面形精度达到了０．０１０λ－ＲＭＳ，该面形可以认为是卫星入轨后零重力空间环境下的反射镜面形。文中所述加工工艺方法不仅适用于米级口径，还适用于更大口径空间非球面反射镜零重力面形的高精度加工。
关　键　词：光学加工；光学检测；空间光学遥感器；非球面反射镜；零重力面形