专利名称：轻量化大口径复合反射镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学反射镜，具体涉及一种用于空间相机的轻量化大口径多点支承复合反射镜。
背景技术：
在空间科学、天文研究、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，在保证反射镜的光学性能前提下，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。近年来一种具有质轻、高强度、高刚性，低的热膨胀系数的碳纤维复合材料被广泛作为大口径反射镜的镜坯，用这种材料作为镜坯的优点是达到了反射镜轻量化的目的，但由于碳纤维材料表面存在纤维印透现象，无法直接抛光，目前一般采用在复合材料面板上通过粘接或蒸镀的方法生成玻璃层或金属反射层，但这种方法制备工艺难度相当大，尤其是粘接时，由于反射镜面积过大易造成胶层厚度不均匀，气泡等导致反射镜面的不稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种既可达到轻量化，又可达到反射镜面稳定的轻量化大口径复合反射镜。
本发明的复合反射镜，包括由依次叠加排列的石墨纤维/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/氰酸脂面板构成的复合镜坯；在镜坯上依次叠加置有通过环氧树脂固定的起支承作用的微镜玻璃圆柱列阵+微镜玻璃反射基层；在微镜玻璃反射基层上置有通过真空镀膜的金属反射层。
本发明的优点是1.在碳纤维复合材料镜坯上布置微晶圆柱列阵作为支承点再粘接微晶反射基层，避免了碳纤维复合材料表面由于纤维印透现象无法进行光学加工及直接粘接光学反射基层胶层厚度不均的困难。
2.采用微晶圆柱列阵作为碳纤维复合材料镜坯与微晶反射基层联接的过度，减小了复合材料镜坯同微晶反射基层热膨胀系数不匹配的问题，减小了镜面热变形的影响。
3.复合材料作为镜坯保证了反射镜的刚度和强度，同时也将低了反射镜的自重。
4.由于微晶玻璃反射基层具有良好的光学表面，保持了反射镜热稳定性和化学稳定性。
图1为轻量化大口径复合反射镜的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的复合反射镜的具体实施方式
作详细说明本发明的复合反射镜，包括由依次叠加排列的石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板101+蜂窝夹层102+石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板103构成的复合镜坯1；在镜坯上依次置有通过环氧树脂固定的起支承作用的微镜玻璃圆柱2列阵和微镜玻璃反射基层3；在微镜玻璃反射基层上置有通过真空镀膜的金属反射层4。
所说的石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板是由多层在环氧树脂或氰酸脂中浸渍过的石墨纤维布料，并按布料的径向45度中间夹有环氧树脂层交叉铺设的。所说的蜂窝夹层为纸质蜂窝夹层。
所说的微镜玻璃圆柱列阵和微镜玻璃反射基层的尺寸是根据反射镜的直径结合常用的有限元分析，得出满足反射镜面变形最小量的支承点大小、排布及微镜玻璃反射基层的厚度。本实施例提供一组最佳数据对于直径为1m的反射镜，微镜玻璃圆柱厚度为1mm，直径6mm，间距30mm，正方形排列；微晶玻璃反射基层厚度为3mm。
本发明的复合反射镜的制备过程如下镜坯1的各层按上述的排列和铺设方式在精密夹具的辅助下铺设，在热压罐中一次固化成型。
然后将微晶玻璃圆柱列阵2按上述的设计要求粘上环氧胶固定在镜坯上，待其固化后研磨微晶玻璃圆柱支承面，再将微晶玻璃反射面基层粘在其上。然后对固化成型后的微晶玻璃反射基层进行光学研磨，并在其上真空蒸镀金属反射层，一个轻量化大口径复合反射镜制备完毕。
权利要求
1.一种轻量化大口径复合反射镜，包括由依次叠加排列的石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板(101)+蜂窝夹层(102)+石墨纤维/环氧树脂或石墨纤维/氰酸脂面板(103)构成的复合镜坯(1)；其特征在于在镜坯(1)上依次置有通过环氧树脂固定的起支承作用的微镜玻璃圆柱列阵(2)和微镜玻璃反射基层(3)，微镜玻璃圆柱列阵(2)作为支承微镜玻璃反射基层(3)；在微镜玻璃反射基层(3)上置有通过真空镀膜的金属反射层(4)。
全文摘要
本发明公开了一种轻量化大口径复合反射镜，包括由依次叠加排列的石墨纤维/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/氰酸脂面板构成的复合镜坯；其特征在于在镜坯上依次置有通过环氧树脂固定的微镜玻璃圆柱列阵和微镜玻璃反射基层，在微镜玻璃反射基层上置有通过真空镀膜的金属反射层。本发明的优点是采用微晶圆柱列阵作为碳纤维复合材料镜坯与微晶反射基层联接的过度，减小了复合材料镜坯同微晶反射基层热膨胀系数不匹配的问题，减小了镜面热变形的影响。另外，由于微晶玻璃反射基层具有良好的光学表面，保证了反射镜热稳定性和化学稳定性。
文档编号G02B5/08GK1693927SQ20051002602
公开日2005年11月9日 申请日期2005年5月20日 优先权日2005年5月20日
发明者彭文臣, 孙胜利, 孙丽葳, 张朋军 申请人:中国科学院上海技术物理研究所