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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

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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
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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
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多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜

doi: 10.3788/IRLA201948.S118001
  • 1.

    长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林 长春 130022

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

  • 1.

    National and Local Joint Engineering Research Center of Space and Optoelectronics Technology,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China

  • 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。
    Abstract: In order to reduce the range of movement of multi-node laser communication antennas, improve the motion control accuracy of two-dimensional tip-tilt mirror, avoid changing of mirror surface shape caused by the difference material performance between the mirror and the support, a integrated lightweight tip-tilt mirror with a supporting structure was proposed. Integrated design of tip-tilt mirror and support structure was conducted using material of high volume fraction SiC/Al. The thermal and mechanics stability of the mirror surface shape was improved. It can be mounted directly on the elevation axle seat, and the distance between the tip-tilt mirror rotation axis and the surface was shortened to 20 mm. The result of finite element analysis shows that the eigenfrequency of the tip-tilt mirror was of 1 337 Hz. The peak valley value(PV) of tip-tilt mirror surface shape error was better than 0.121, and root mean square value(RMS) was better than 0.031 in the range of (205)℃. Using ZYGO interference to test the mirror surface shape error, test results show that the peak-valley value of tip-tilt mirror surface shape error is better than 0.163 and root mean square value is better than 0.029 in the ambience of (205)℃ Parameter requirement of laser communication antenna for tip-tilt mirror surface shape error /25(RMS) is satisfied.
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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
  • 1. 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林 长春 130022
    • 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

  • 收稿日期: 2018-11-01
  • 修回日期: 2018-12-14
  • 刊出日期: 2019-04-25
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。

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