用于快反镜系统的反射镜结构的制作方法

1.本发明涉及快反镜系统领域，具体为用于快反镜系统的反射镜结构。


背景技术：

2.快反镜系统作为控制光束方向的反射镜装置已广泛的应用于天文望远镜、激光通讯、图像稳定、复合轴精密跟踪、瞄准光学系统。是现代空间探测、军事侦察与火控系统以及工业领域中不可缺少的组成部分。快反镜系统要实现谐振频率高、响应速度快、动态滞后误差小，其负载的质量及转动惯量尤其关键。
3.为了实现更高的动态性能，相比于优化快反镜系统工装结构提升动态性能，对快反镜系统带载的反射镜进行减重是提高系统动态性能的最为经济实用的方法。
4.如图1所示，图1为标准型反射镜，普通的熔石英反射镜面型精度可以非常好，但需要满足一定的径厚比。在反射镜口径较大时，通过增加反射镜的厚度来保证面型精度，大大增加了反射镜重量，降低了快反镜系统的动态性能。同时大口径反射镜的边缘质量对快反镜系统动态工作时的转动惯量的影响不容忽视。
5.碳化硅、微晶玻璃等材料是目前光电系统常用的能够保证高精度面型同时进行轻量化设计的材料，但加工工艺复杂、加工周期长、加工成本高，不适合用于大批量生产加工。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供用于快反镜系统的反射镜结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于快反镜系统的反射镜结构，所述反射镜结构被设置为能够实现配置a、配置b、配置c的至少一种。
8.其中配置a将反射镜配置为台阶型反射镜，在该配置a中，反射镜上表面直径为φ1，且为镀膜面，反射镜底面直径为φ2，其中φ1》φ2，反射镜轮廓为垂直线，反射镜总厚度为d＝d1+d2，其中d1厚度用于保证反射镜面型，d2厚度部分进行结构设计，用于减重；所述配置b将反射镜配置为斜坡型的反射镜，在该配置b中，反射镜上表面直径为φ1，且为镀膜面。反射镜底面直径为φ2，其中φ1》φ2。反射镜轮廓为斜线。反射镜总厚度为d＝d1+d2，其中d1厚度用于保证反射镜面型，d2厚度部分进行结构设计，用于减重；所述配置c将反射镜配置为凸弧型结构的反射镜，在该配置c中，反射镜上表面直径为φ1，且为镀膜面。反射镜底面直径为φ2，其中φ1》φ2。反射镜轮廓为凸弧曲线。反射镜总厚度为d＝d1+d2，其中d1厚度用于保证反射镜面型，d2厚度部分进行结构设计，用于减重。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
10.本发明采用轻量化设计，整体轻量化程度高，通过对普通的反射镜结构优化(包括但不限于融石英，光学玻璃等)，在保证面型的情况下，提高快反镜系统的动态响应能力；大大减少了快速扫描系统工作过程中的转动惯量，提高了系统整体的动态性能；反射镜底面所受应力不会直接映射到反射镜镀膜面，能够保证一定冲击振动下的面型精度；不改变反
射镜的安装步骤、装配难度。
附图说明
11.图1为背景技术中标准型反射镜结构示意图；
12.图2为本发明实施例1中基于配置a的反射镜结构轮廓图；
13.图3为本发明实施例2中基于配置b的反射镜结构轮廓图；
14.图4为本发明实施例3中基于配置c的反射镜结构轮廓图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
17.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.本发明提供一种技术方案：用于快反镜系统的反射镜结构，用于快速定位系统的反射镜结构，反射镜结构可以有三种不同的结构(现配置a、配置b、配置c)，反射镜结构被设置为能够实现配置a、配置b、配置c的至少一种，每种结构都能在一定程度上减少反射镜的重量、增加谐振频率，进一步减少反射镜运动时的转动惯量，从而提升反射镜的动态性能。
19.实施例1：请参阅图2，图2为基于配置a的反射镜结构轮廓图，一种台阶型的反射镜，该反射镜上表面直径为φ1，且为镀膜面，反射镜底面直径为φ2，其中φ1》φ2；反射镜轮廓为垂直线，反射镜总厚度为d＝d1+d2，其中d1厚度用于保证反射镜面型，d2厚度部分进行结构设计，用于减重。
20.实施例2：请参阅图3，图3为基于配置b的反射镜结构轮廓图，一种斜坡型的反射镜，该反射镜上表面直径为φ1，且为镀膜面，反射镜底面直径为φ2，其中φ1》φ2；反射镜轮廓为斜线，反射镜总厚度为d＝d1+d2，其中d1厚度用于保证反射镜面型，d2厚度部分进行结构设计，用于减重。
21.实施例3：请参阅图4，图4为基于配置c的反射镜结构轮廓图，一种凸弧型结构的反射镜，该反射镜上表面直径为φ1，且为镀膜面，反射镜底面直径为φ2，其中φ1》φ2；反射镜轮廓为凸弧曲线，反射镜总厚度为d＝d1+d2，其中d1厚度用于保证反射镜面型，d2厚度部分进行结构设计，用于减重。
22.上述配置a、配置b、配置c均能实现反射镜的减重。相同参数设置情况下，配置a能
够实现最大的减重，但对反射镜边缘的支撑性较弱，在生产加工中，边缘面型的精度相对较差，且配置a的面型容易受冲击振动影响。
23.配置b能够实现一定程度的减重，同时采用斜坡型过渡，减轻了对反射镜中心面型的影响，且配置b结构在冲击振动条件下仍能保证面型。
24.配置c是配置b的一种优化，在配置b的基础上进一步减重，且配置c结构在冲击振动条件下仍能保证同配置b一致的面型，但加工难度相对较大。
25.以mirror-50(配置b)型反射镜而言，相对标准结构，重量减少了21％。
26.其中，对于标准结构，d＝5mm，φ＝50mm，对于优化后的反射镜结构，d1＝2mm，d2＝3mm，φ1＝50mm，φ2＝30mm。
27.下面将以表格形式对实施例1-3以及背景技术中标准型反射镜(对比例)进行比对，比对结果如下：
28.参数对比例实施例1实施例2实施例3重量(g)21.59814.63217.10615.242减重比(％)/32％21％29％平面度_rms(nm)17.5412.7912.9411.92平面度提升比(％)/27％26％32％
29.值得注意的是：上述实施例1-3中的三种不同配置模式提高了快反镜系统使用的谐振频率、动态性能，在保证反射镜主体不变的情况下对其基底进行改造，设计“台阶型”、“斜坡型”、“凸弧型”的反射镜，在一定程度上提升了动态性能。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。