一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法。将薄膜反射镜中的薄膜周边固定在圆环固定装置上，电极置于薄膜正下方；电极包括中心圆形电极和呈同心圆分布的均等径向宽度的环形电极，中心圆形电极的半径为环形电极径向宽度的1.5～1.7倍；环形电极为3～10个；以中心电极半径的中心处的压强为中心电极区域的压强；以各环形电极径向中心点的压强为该环形电极区域的压强，将所述的压强转换成电压信号输入到各对应的电极上，经加工成型，得到静电拉伸薄膜反射镜。采用本发明提供的静电成形控制方法得到的薄膜反射镜三维面形，与标准抛物面比较误差小，与现有技术相比，面形精度显著提高。
【专利说明】一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法，属空间光学成像系统技术领 域。
【背景技术】
[0002]实现大口径、低面密度空间光学系统的途径之一是主镜采用薄膜反射镜，它以柔 性聚合物薄膜作为反射镜基坯，并通过适当的方式形成所需的曲面面形，具有重量超轻、可 折叠/展开和成本低等特点。因此，研制薄膜反射镜对于发展下一代大口径、低密度空间光 学系统具有十分重要的意义。
[0003]薄膜反射镜在均匀压强作用下的面形是近似抛物面，在非均匀压强作用下可以提 高面形精度。研究表明，采用非均匀压强与非等径宽分环方式相结合的方法可以进一步提 闻面形精度。
[0004]目前，国内有关薄膜反射镜静电成形控制电极分布方式的研究主要有两种，第一 种方式:各个电极的径向宽度均等，如文献(膜基反射镜面形控制系统设计、仿真与分析 [D],苏州:苏州大学信息光学工程研究所，2010.)中采用了 5区域等径宽和10区域等径 宽的分环方式；第二种方式:各个电极的径向宽度不均等，如文献(静电拉伸薄膜反射镜的 多电极成形控制[J].光学精密工程，2012，20 (2):344-350.)中采用的三电极分环，中心 电极径宽是其余两个均等电极径宽的2倍，即径宽比为2:1:1。上述技术方案加工的静电拉 伸薄膜反射镜的面形精度不够。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、操作方便、快捷， 且能有效提高薄膜反射镜面形精度的静电拉伸薄膜反射镜的制备方法。
[0006]实现本发明目的的技术方案是提供一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法，将薄膜 反射镜中的薄膜周边固定在圆环装置上，电极置于薄膜正下方，向各电极输入电压信号；所 述的电极包括中心圆形电极和呈同心圆分布的均等径向宽度的环形电极；所述的中心圆形 电极的半径为环形电极径向宽度的1.5?1.7倍；所述环形电极为3?10个；所述的输入 电压信号，以中心电极半径的中心处的压强为中心电极区域的压强；以各环形电极径向中 心点的压强为该环形电极区域的压强，将所述的压强转换成电压信号输入到各对应的电极 上。
[0007]本发明的一个优选方案为所述中心圆形电极的半径为环形电极径向宽度的1.6 倍；所述的环形电极为4个。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果是:采用本技术方案的电极分布方式和压强 施加方式，能显著提高面形精度。本发明提供的电极分布结构简单，操作方便、快捷，具有实 用价值。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是制备静电拉伸薄膜反射镜的原理结构示意图；
图2是薄膜反射镜面形误差RMS值和K值大小关系图；
图3是本发明实施例所需要薄膜反射镜标准面形图；
图4是本发明实施例提供的电极分布示意图；
图5是本发明实施例提供的薄膜反射镜面形图图6是本发明实施例提供的薄膜反射镜面形的误差图；
图中，1、中心电极；2、环形电极。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。
[0011]实施例1
参见附图1，它是制备静电拉伸薄膜反射镜的原理结构示意图；将待成形的薄膜反射镜中的薄膜周边固定在圆环固定装置上，得到初始面，电极置于薄膜正下方，向各电极输入电压信号。由于薄膜反射镜中的薄膜周边被固定在圆环装置上，当平面薄膜受压强载荷作用时，薄膜上各点相对于初始平面薄膜位置产生位移，薄膜具有几乎没有横向刚度、不能承受弯矩的特点，由Karman方程圆薄膜理论化简后得到的圆薄膜大变形方程为如下的式(I) 和(2)所示:
【权利要求】
1.一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法，将薄膜反射镜中的薄膜周边固定在圆环装置 上，电极置于薄膜正下方，向各电极输入电压信号；所述的电极包括中心圆形电极和呈同心 圆分布的均等径向宽度的环形电极；其特征在于:所述的中心圆形电极的半径为环形电极 径向宽度的1.5?1.7倍；所述环形电极为3?10个；所述的输入电压信号，以中心电极半 径的中心处的压强为中心电极区域的压强；以各环形电极径向中心点的压强为该环形电极 区域的压强，将所述的压强转换成电压信号输入到各对应的电极上。
2.根据权利要求1所述的一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法，其特征在于:所述的 中心圆形电极的半径为环形电极径向宽度的1.6倍。
3.根据权利要求1所述的一种静电拉伸薄膜反射镜的制备方法，其特征在于:所述的 环形电极为4个。
【文档编号】G02B7/188GK103576282SQ201310565137
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】蒋龙军, 唐敏学 申请人:苏州大学