红外离轴系统金属反射镜设计与分析

范 磊，赵勇志，曹玉岩



红外离轴系统金属反射镜设计与分析

范 磊，赵勇志，曹玉岩

（中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033）

随着单刃金刚石数控车削技术的不断提高，越来越多的红外系统选用金属作为反射镜材料以提高系统的性价比。同共轴光学系统相比，离轴光学系统的反射镜结构和装调更为复杂，为了深入研究金属反射镜在红外离轴系统中的应用，提出了一种集Kinematic定位和柔性去应力相结合的轻量化金属反射镜结构。首先从金属结构件的加工特点出发，分析了金属反射镜的轻量化形式和安装结构；接着针对某离轴反射系统中口径最大的离轴主镜，按照各设计要素建立了金属反射镜结构模型；最后采用有限元仿真分析方法，在各种工况下，对该主反射镜进行了详细的分析，结果均满足光学设计要求。

离轴反射系统；金属镜；柔性结构；Kinematic定位；有限元方法

0 引言

近年来，随着数控单刃金刚石车削（SPDT）技术的不断提高，越来越多的红外系统采用金属作为反射镜材料[1]。和玻璃等非金属相比，金属具有低成本、易加工且可以直接安装等优点。红外离轴反射光学系统具有遮拦比小，焦距长，视场大等优点，同时受天气影响小，具备白天成像功能，广泛应用于空间和地面观测设备[2-5]。采用全金属材料的红外离轴反射系统，既能够满足红外波段成像需求，还能够最大限度地降低系统的造价，因此，越来越受到国内外研究人员的青睐。……