用于地基望遠(yuǎn)鏡的高分辨率傾斜鏡關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、提高望遠(yuǎn)鏡的分辨率有助于天文學(xué)家觀測到更遙遠(yuǎn)的天體和更清晰的天體結(jié)構(gòu)。利用傾斜鏡技術(shù)對光束tilt/tip和piston調(diào)整，使得地基望遠(yuǎn)鏡在近紅外實(shí)現(xiàn)共相技術(shù)，克服大氣湍流、入瞳直徑等因素對望遠(yuǎn)鏡分辨率性能的約束。傾斜鏡是光路中光束傳播方向的調(diào)整器，其性能對整個(gè)光路系統(tǒng)有著直接的影響。地基望遠(yuǎn)鏡在近紅外實(shí)現(xiàn)共相要求傾斜鏡的角度分辨率要達(dá)到0.03"。傳統(tǒng)的傾斜鏡一般追求大的偏轉(zhuǎn)角范圍，鮮有追求高的角度分辨率。本論文以地基望遠(yuǎn)鏡對傾斜鏡

2、高角度分辨率的性能需求為出發(fā)點(diǎn)，研究滿足未來望遠(yuǎn)鏡應(yīng)用需求的傾斜鏡。本論文的具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析地基望遠(yuǎn)鏡在近紅外共相技術(shù)對傾斜鏡分辨率的需求，用于指導(dǎo)傾斜鏡的設(shè)計(jì)。分析傾斜鏡主要性能指標(biāo)與組件之間的關(guān)系，用于傾斜鏡系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
　　(2)以傾斜鏡的高角度分辨率為出發(fā)點(diǎn)，提出了一種基于壓電堆棧式傾斜鏡方案。通過采用啞鈴型柔性鉸鏈和菱形位移縮小機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了傾斜鏡的高分辨率。對啞鈴型柔性鉸鏈和菱形位移

3、縮小機(jī)構(gòu)建立理論和仿真分析模型，對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)傾斜鏡閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　　(3)研究傾斜鏡系統(tǒng)性能參數(shù)的表征方法，搭建了基于電渦流傳感器的高分辨率傾斜鏡測試系統(tǒng)，對系統(tǒng)的分辨率、偏轉(zhuǎn)角范圍、響應(yīng)時(shí)間、一階諧振頻率和鏡面面形等進(jìn)行了表征。
　　(4)從機(jī)理上對壓電堆棧致動(dòng)器的遲滯特性和蠕變特性進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了基于多功能USB模塊的數(shù)字式PID控制器，用于提高壓電堆棧致動(dòng)器的定位精度。
　　基于以上的研究內(nèi)容，