留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜

李响 李小明 张家齐 柳鸣 孟立新 张立中

李响, 李小明, 张家齐, 柳鸣, 孟立新, 张立中. 多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 198-204. doi: 10.3788/IRLA201948.S118001
引用本文: 李响, 李小明, 张家齐, 柳鸣, 孟立新, 张立中. 多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 198-204. doi: 10.3788/IRLA201948.S118001
Li Xiang, Li Xiaoming, Zhang Jiaqi, Liu Ming, Meng Lixin, Zhang Lizhong. Integrated SiC/Al lightweight tip-tilt mirror of multi-node laser communications antenna[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(S1): 198-204. doi: 10.3788/IRLA201948.S118001
Citation: Li Xiang, Li Xiaoming, Zhang Jiaqi, Liu Ming, Meng Lixin, Zhang Lizhong. Integrated SiC/Al lightweight tip-tilt mirror of multi-node laser communications antenna[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(S1): 198-204. doi: 10.3788/IRLA201948.S118001

多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜

doi: 10.3788/IRLA201948.S118001
基金项目: 

国家自然科学基金(91338116)

详细信息
    作者简介:

    李响(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事光学有效载荷光学精密机械结构的设计与优化方面的研究。Email:abelfeel@163.com

  • 中图分类号: TN929.13

Integrated SiC/Al lightweight tip-tilt mirror of multi-node laser communications antenna

  • 摘要: 为了降低多节点激光通信天线的工作包络尺寸、提高二维摆镜的运动控制精度,避免镜体材料与支撑材料性能差异引起的面形改变,提出了一种包含支撑结构的一体式轻量化摆镜。采用高体分SiC/Al作为材料,进行了摆镜以及支撑结构的一体化设计,提高了摆镜面形的力、热稳定性,可直接连接转台俯仰轴座,使摆镜回转中心距镜面的距离缩短至20 mm。有限元分析表明,一体式摆镜基频为1 337 Hz,在(205)℃工作温度范围内,面形误差峰谷值(PV)优于0.121,面形误差均方根值(RMS)优于0.031。使用ZYGO干涉仪对摆镜的面形进行检测,结果表明在(205)℃温度范围内摆镜面形PV值优于0.163,RMS值优于0.029,满足激光通信天线对于摆镜面形/25(RMS)的指标要求。
  • [1] Jiang Huilin, An Yan, Zhang Yalin, et al. Analysis of the status, development trend and key technologies of space laser communication[J]. Journal of Spacecraft TT C Technology, 2015, 34(3):207-217. (in Chinese)姜会林, 安岩, 张雅琳, 等. 空间激光通信现状、发展趋势及关键技术分析[J]. 飞行器测控学报, 2015, 34(3):207-217.
    [2] Jiang Huilin, Jiang Lun, Song Yansong, et al. Research of optical and APT technology in one-point to multi-point simultaneous space laser communication system[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(4):150-158. (in Chinese)姜会林, 江伦, 宋延嵩, 等. 一点对多点同时空间激光通信光学跟瞄技术研究[J]. 中国激光, 2015, 42(4):150-158.
    [3] Wang Zhongsu, Zhai Yan, Mei Gui, et al. Design of flexible support structure of reflector in space remote sensor[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(8):1833-1841. (in Chinese)王忠素, 翟岩, 梅贵, 等. 空间光学遥感器反射镜柔性支撑的设计[J]. 光学精密工程, 2010, 18(8):1833-1841.
    [4] Bao Qihong, Sha Wei, Chen Changzheng, et al. Characteristics of rear support in centre for space SiC mirror[J]. Acta Photonica Sinica, 2017, 46(2):0222003. (in Chinese)包奇红, 沙巍, 陈长征, 等. 空间SiC反射镜背部中心支撑特性[J]. 光子学报, 2017, 46(2):0222003.
    [5] Li Haixing, Ding Yalin, Zhang Hongwen. Support system study of rectangular mirror[J]. Acta Optica Sinica, 2015, 35(5):0523002. (in Chinese)李海星, 丁亚林, 张洪文. 矩形反射镜结构支撑技术研究[J]. 光学学报, 2015, 35(5):0523002.
    [6] Xu Xinxing, Gao Yunguo, Yang Hongbo, et al. Large-diameter fast steering mirror on rigid support technology for dynamic platform[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(1):117-124. (in Chinese)徐新行, 高云国, 杨洪波, 等. 车载大口径刚性支撑式快速反射镜[J]. 光学精密工程, 2014, 22(1):117-124.
    [7] Zhou Ziyun, Gao Yunguo, Shao Shuai, et al. Design of fast steering mirror using flexible hinge[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(6):1547-1554. (in Chinese)周子云, 高云国, 邵帅, 等. 采用柔性铰链的快速反射镜设计[J]. 光学精密工程, 2014, 22(6):1547-1554.
    [8] Qi Guang, Wang Shuxin, Li Jinglin. Design of high volume fraction SiC/Al composite mirror in space remote sensor[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1):99-106. (in Chinese)齐光, 王书新, 李景林. 空间遥感器高体份SiC/Al复合材料反射镜组件设计[J]. 中国光学, 2015, 8(1):99-106.
    [9] Dong Deyi, Li Zhilai, Li Ruigang, et al. Simulation and experiment of influence of adhesive curing on reflective mirror surface[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(10):2698-2707. (in Chinese)董得义, 李志来, 李锐钢, 等. 胶层固化对反射镜面形影响的仿真与试验[J]. 光学精密工程, 2014, 22(10):2698-2707.
    [10] Jia Shuqiang, Huang Wei, Pang Wubin. Influence of adhesive thickness on surface deformation of mirror supported by three-point mount[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(7):2005-2012. (in Chinese)贾树强, 黄玮, 庞武斌. 胶层厚度对三点支撑反射镜面形的影响[J]. 光学精密工程, 2015, 23(7):2005-2012.
    [11] Yoder Jr P R. Opto-mechanical Systems Design[M]. Hoboken:CRC Press, 2005:396-398.
  • [1] 毛玉林, 舒仕江, 吴艳锋, 张国亮, 马骁, 任晓东.  激光通信与成像卡塞格林形式收发光学天线结构初解 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210173-1-20210173-5. doi: 10.3788/IRLA20210173
    [2] 张鹏辉, 赵扬, 李鹏, 周志权, 白雪, 马健.  基于有限元法的激光声磁检测系统优化研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210533-1-20210533-9. doi: 10.3788/IRLA20210533
    [3] 许敏达, 田雪, 姚睿, 肖昊苏, 陈澄.  带摆镜的二维扫描制冷红外光学系统设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210407-1-20210407-6. doi: 10.3788/IRLA20210407
    [4] 李小明, 王隆铭, 朱国帅.  激光通信一体化SiC/Al摆镜支撑参数优化 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210143-1-20210143-8. doi: 10.3788/IRLA20210143
    [5] 徐新瑞, 孟祥翔, 吴世臣, 王健隆, 白素平.  大容差中波红外激光通信终端光学天线研制 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200331-1-20200331-7. doi: 10.3788/IRLA20200331
    [6] 李响, 王守达, 张家齐, 李小明, 张立中.  承载式激光通信光学天线 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1118001-1118001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1118001
    [7] 穆永吉, 万渊, 刘继桥, 侯霞, 陈卫标.  星载激光雷达望远镜主镜光机分析与优化 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718002-0718002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0718002
    [8] 关姝, 王超, 佟首峰, 姜会林, 常帅, 范雪冰.  空间激光通信离轴两镜反射望远镜自由曲面光学天线设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222003-1222003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1222003
    [9] 李响, 张立中, 姜会林.  星载激光通信载荷高体分SiC/Al主镜及支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1218003-1218003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1218003
    [10] 范达, 明星, 刘昕悦, 王国名, 郭文记, 黄旻, 董登峰.  高空高速环境热光学分析及光学窗口设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 818001-0818001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0818001
    [11] 刘伟达, 孟立新, 张树仁, 张立中.  GEO激光通信系统主镜组件优化设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1218004-1218004(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1218004
    [12] 张耀平, 樊峻棋, 龙国云.  变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
    [13] Sekou Singare, 陈盛贵, 钟欢欢.  激光透射焊接聚碳酸酯的有限元分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206005-0206005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0206005
    [14] 孙敬伟, 吴小霞, 陈宝刚, 李剑锋.  4m口径的SiC主镜翻转装置结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3358-3365.
    [15] 杨利伟, 李志来, 辛宏伟, 徐宏, 樊延超.  小型红外相机结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3025-3031.
    [16] 孟庆宇, 王维, 纪振华, 董吉洪, 李威, 王海萍.  主三镜一体化离轴三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 578-582.
    [17] 孙敬伟, 吴小霞, 吕天宇, 李剑锋.  400 mm跟踪望远镜结构设计和分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2568-2575.
    [18] 孟恒辉, 耿利寅, 李国强.  激光通信器热设计与热试验 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2295-2299.
    [19] 孙敬伟, 吴小霞, 李剑锋, 吕天宇, 刘杰.  4mSiC主镜起吊装置结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2753-2759.
    [20] 柳华, 刘伟奇, 冯睿, 魏忠伦, 张健.  新型全柔性动镜机构的设计与分析 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 184-189.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  432
  • HTML全文浏览量:  92
  • PDF下载量:  31
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-01
  • 修回日期:  2018-12-14
  • 刊出日期:  2019-04-25

多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜

doi: 10.3788/IRLA201948.S118001
    作者简介:

    李响(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事光学有效载荷光学精密机械结构的设计与优化方面的研究。Email:abelfeel@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(91338116)

  • 中图分类号: TN929.13

摘要: 为了降低多节点激光通信天线的工作包络尺寸、提高二维摆镜的运动控制精度,避免镜体材料与支撑材料性能差异引起的面形改变,提出了一种包含支撑结构的一体式轻量化摆镜。采用高体分SiC/Al作为材料,进行了摆镜以及支撑结构的一体化设计,提高了摆镜面形的力、热稳定性,可直接连接转台俯仰轴座,使摆镜回转中心距镜面的距离缩短至20 mm。有限元分析表明,一体式摆镜基频为1 337 Hz,在(205)℃工作温度范围内,面形误差峰谷值(PV)优于0.121,面形误差均方根值(RMS)优于0.031。使用ZYGO干涉仪对摆镜的面形进行检测,结果表明在(205)℃温度范围内摆镜面形PV值优于0.163,RMS值优于0.029,满足激光通信天线对于摆镜面形/25(RMS)的指标要求。

English Abstract

参考文献 (11)

目录

    /

    返回文章
    返回