专利名称：一种用于空间相机的低胀超轻量化大口径复合反射镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学元件，具体涉及一种用于空间相机的低胀超轻量化大口径复合反射镜。
背景技术：
在空间科学、天文研究、宇宙探测、地球信息及其环境信息等方面，高分辨率、高灵敏度的空间相机发挥着越来越重要的作用。而超轻量化大口径反射镜是高分辨率、高灵敏度空间相机的关键部件。对于大口径反射镜而言，反射镜的质量大小，直接决定了反射镜可行性、可靠性和经济性。对于反射面积为1平方米的反射镜而言，若采用传统的熔石英反射镜，其质量过大，是难以承受的。为了获得理想的轻量化反射镜，美国专利US 5,076,700，发明人DeCaprio首先公开了一种在熔石英反射镜基体中采用蜂窝夹层结构的技术方案，虽然能减轻反射镜重量的70％，但1平方米反射镜的重量还是达72公斤。随后，美国专利US 4,035,065，发明人Fletcher等公开了一种在反射镜基体中采用泡沫玻璃夹层结构，美国专利US 176,588，发明人Davis等公开了一种在反射镜基体中采用陶瓷蜂窝夹层结构，尽管上述轻量化方法对轻量化反射镜的研制具有一定的实际意义和推动作用，但总体来说具有造价高或轻量化效果不理想等缺点。本发明人在2001年8月21日提出了一个“超轻量化大口径复合反射镜”的发明专利申请，专利号为1126514.0。它是由金属反射面、合金反射面基层、蜂窝夹层基板构成。发明人对蜂窝夹层基板的结构作了创造性的改进，使其重量大大降低，1平方米反射镜的质量仅为25～30公斤，且大大降低了造价。但由于反射镜的反射面基层为金属，使反射镜的光学反射面的进一步优化受到了限制。
发明内容
为了进一步优化反射镜的光学反射面，本实用新型提出了一种用于空间相机的低胀超轻量化大口径复合反射镜，包括金属反射面、反射面基层、蜂窝夹层基板。蜂窝夹层基板的各层按下列顺序环氧树脂过渡层+石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板+蜂窝夹层+石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板+环氧树脂过渡层，在精密夹具的辅助下铺设，在热压罐中一次固化成型。
反射面基层是由对蜂窝夹层基板二表面进行磨削加工，再对磨削后的二表面真空蒸镀熔石英构成的。然后对作为反射表面的一熔石英表面进行光学研磨，并真空蒸镀金属反射面。
采用熔石英作为反射面基层，具有以下几个优点1.由于熔石英与石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂之间具有良好的化学稳定性和热胀匹配性，所以反射镜的热稳定性极好。
2.由于熔石英具有非常优秀的光学加工性，反射面的光学质量得到了优化。
图1为一种用于空间相机的低胀超轻量化大口径复合反射镜的剖面结构示意图。
图2为一种用于空间相机的低胀超轻量化大口径复合反射镜的石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板铺设示意图。
具体实施方式
本实用新型包括金属反射面、反射面基层、蜂窝夹层基板。
蜂窝夹层基板按下列结构顺序铺设环氧树脂过渡层3+石墨纤维/环氧树脂面板2+蜂窝夹层1+石墨纤维/环氧树脂面板2+环氧树脂过渡层3。
所说的环氧树脂过渡层厚度为0.5mm；所说的石墨纤维/环氧树脂面板是由5层石墨纤维/环氧树脂预浸布料按布料的径向45度中间夹有环氧树脂交叉铺设的，石墨纤维为M40J系列，其拉伸模量350Gpa至550Gpa之间；所说的蜂窝夹层采用美国杜邦公司的NOMEX芳纶纸蜂窝，蜂窝孔格边长为3至5毫米。然后将铺设好的各层放在热压罐中一次固化成型。
反射面基层4是由对蜂窝夹层基板二表面进行磨削加工，再对磨削后的二表面真空蒸镀熔石英构成的。然后对作为反射表面的一熔石英表面进行光学研磨，并真空蒸镀金属反射面5。
权利要求1.一种用于空间相机的低胀超轻量化大口径复合反射镜，包括金属反射面、反射面基层、蜂窝夹层基板，蜂窝夹层基板的各层按下列顺序环氧树脂过渡层(3)+石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板(2)+蜂窝夹层(1)+石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板(2)+环氧树脂过渡层(3)，在精密夹具的辅助下铺设，在热压罐中一次固化成型；其特征在于反射面基层(4)是由对蜂窝夹层基板二表面进行磨削加工，再对磨削后的二表面真空蒸镀熔石英构成的，然后对作为反射表面的一熔石英表面进行光学研磨，并真空蒸镀金属反射面(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于空间相机的低胀超轻量化大口径复合反射镜,包括:金属反射面、反射面基层、蜂窝夹层基板。其特征是反射面基层是由对蜂窝夹层基板二表面进行磨削加工,再对磨削后的二表面真空蒸镀熔石英构成的。然后对作为反射表面的一熔石英表面真空蒸镀金属反射面。采用熔石英作为反射面基层,最大的优点是:1.由于熔石英与石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸酯之间具有良好的化学稳定性和热胀匹配性,所以反射镜的热稳定性极好;2.由于熔石英具有非常优秀的光学加工性,反射面的光学质量得到了保证。
文档编号G02B7/183GK2501068SQ0125421
公开日2002年7月17日 申请日期2001年10月16日 优先权日2001年10月16日
发明者丁福建, 郑亲波, 傅雨田 申请人:中国科学院上海技术物理研究所