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

基于功率谱的反射镜面形评价

杨飞 安其昌 张景旭

杨飞, 安其昌, 张景旭. 基于功率谱的反射镜面形评价[J]. 中国光学, 2014, 7(1): 156-162. doi: 10.3788/CO.20140701.0156
引用本文: 杨飞, 安其昌, 张景旭. 基于功率谱的反射镜面形评价[J]. 中国光学, 2014, 7(1): 156-162. doi: 10.3788/CO.20140701.0156
YANF Fei, AN Qi-chang, ZHANG Jing-xu. Mirror surface figure evaluation based on power spectral density[J]. Chinese Optics, 2014, 7(1): 156-162. doi: 10.3788/CO.20140701.0156
Citation: YANF Fei, AN Qi-chang, ZHANG Jing-xu. Mirror surface figure evaluation based on power spectral density[J]. Chinese Optics, 2014, 7(1): 156-162. doi: 10.3788/CO.20140701.0156

基于功率谱的反射镜面形评价

doi: 10.3788/CO.20140701.0156
基金项目: 

中科院三期创新重大专项资助项目

详细信息
    作者简介:

    安其昌(1988-),男,山西太原人,硕士研究生,2011年于中国科学技术大学获得学士学位,主要从事空间机构学方面的研究。E-mail:anjj@mail.ustc.edu.cn

    通讯作者: 杨飞,E-mail:yangflying@163.com
  • 中图分类号: TH751;P111.2

Mirror surface figure evaluation based on power spectral density

  • 摘要: 针对表面高度均方根(RMS)难以描述大尺度波动以及刚体位移鲁棒性差的缺点,提出了使用功率谱(PSD)对大口径望远镜系统中主反射镜面形进行评价;结合Zernike多项式,对PSD的分解运算进行了分析,讨论了Zernike多项式的频谱能量分布;将该方法用于500 mm反射镜面形检测数据的处理,得出实际反射镜表面面形频域能量分布情况。结果表明:对于大口径反射镜,使用PSD的评价方式对于指导加工检测以及望远镜系统误差的分配具有更实用的意义。最后,基于PSD提出了一种评价反射镜面形的子孔径非相关拼接方法,该方法适用于大口径望远镜中大口径光学元件的面形精度评价。
  • [1] 吴小霞, 王鸣浩, 明名, 等. 大口径SiC轻量化主镜热变形的定标[J]. 光学 精密工程, 2012, 20(6):1243-1249. WU X X, WANG M H, MING M, et al.. Calibration of thermal distortion for large aperture SiC lightweight mirror[J]. Opt. Precision Eng., 2012, 20(6):1243-1249. (in Chinese) [2] 王栋, 杨洪波, 陈长征. 光学表面面形的计算机仿真[J]. 计算机仿真, 2007, 24(2):298-301. WANG D, YANG H B, CHEN CH ZH. Computer Simulation of the Optical Surface[J]. Computer Simulation, 2007, 24(2):298-301.(in Chinese) [3] 张伟, 刘剑峰, 龙夫年, 等. 基于Zernike多项式进行波面拟合研究[J]. 光学技术, 2005, 31(5):675-678. ZHANG W, LIU J F, LONG F N, et al.. Study on wavefront fitting using Zernike polynomials[J]. Optical Technique, 2005, 31(5):675-678.(in Chinese) [4] TMT Group. Design Requirements Document for Tertiary Mirror System(M3S)[2012-07-25].[EB/OL].http://www.tmt.org/sites/default/files/documents/application/pdf/design%20requirments%20document%202012-07.pdf. [5] BELY P Y. The Design and Construction of Large Optical Telescopes[M]. Baltimore:Springer-Verlag, 2003. [6] 张媛, 敬畏, 程云涛, 等. Φ510 mm SiC超轻量化反射镜的设计与有限元分析[J]. 光学 精密工程, 2012, 20(8):1718-1724. ZHANG Y, JING W, CHENG Y T, et al.. Design and finite element analysis of Φ510 mm SiC ultra-lightweight mirror[J]. Opt. Precision Eng., 2012, 20(8):1718-1724.(in Chinese) [7] 林旭东, 刘欣悦, 王建立, 等. 137单元变形镜的性能测试即校正能力实验[J]. 光学 精密工程, 2013, 21(2):267-273. LIN X D, LIU X Y, WANG J L, et al.. Performent of correction capability of 137-element deformable mirror[J]. Opt. Precision Eng., 2013, 21(2):267-273.(in Chinese) [8] 张景旭. 地基大口径望远镜系统结构技术综述[J]. 中国光学, 2012, 5(4):327-336. ZHANG J X. Overview of structure of technologies of large aperture ground based telescope[J]. Chinese Optics, 2012, 5(4):327-336.(in Chinese) [9] 邓昌建. 基于似然函数的集成仪器可靠性估计[J]. 仪器仪表学报, 2011, 32(6):1414-1419. DENG CH J. Integrated instrument reliability based on quasi likelihood function[J]. Chinese J. Scientific Instrument, 2011, 32(6):1414-1419.(in Chinese) [10] 杨昌昊, 胡小健, 竺长安. 从故障树到故障贝叶斯网映射的故障诊断方法[J]. 仪器仪表学报, 2009, 30(7):1481-1486. YANG CH H, HU X J, ZHU CH A. Fault diagnosis method mapping from fault Bayesian networks[J]. Chinese J. Scientific Instrument, 2009, 30(7):1481-1486.(in Chinese) [11] 程景全.天文望远镜原理和设计[M]. 北京:中国科学技术出版社, 2003. CHENG J Q. Principles of Astronomical Telescope Design[M]. Beijing:China Science & Technology Press, 2003.(in Chinese) [12] TMT Group.Tertiary Mirror Surface Figure Specification.[2012-09-24].[EB/OL].http://www.tmt.org/sites/default/files/ documents/application/pdf/tmt%20-%20tertiary%20mirror%20suface%20figure%20specifications%2020121023.pdf. [13] DIERKING W. RMS Slope of Exponentially Correlated Surface Roughness for Radar Applications[J]. IEEE, 2000, 38(3):1451-1454. [14] 毕勇, 翟嘉, 吴金虎, 等. 一种光学仪器镜面面形的处理方法[J]. 光学技术, 2009, 35(1):10-17. BI Y, ZHAI J, WU J H, et al.. One method for mirror surface figure treatment in optical instrument[J]. Optical Technique, 2009, 35(1):10-17.(in Chinese)
  • [1] 李轶庭, 付岳刚, 王灵杰, 张玉慧, 刘铭鑫.  大口径天基平台全谱段成像光学系统设计 . 中国光学, 2020, 13(): 1-11. doi: 10.37188/CO.2020-0255
    [2] 范文强, 王志臣, 陈宝刚, 李洪文, 陈涛, 安其昌, 范磊.  地基大口径拼接镜面主动控制技术综述 . 中国光学, 2020, 13(6): 1194-1208. doi: 10.37188/CO.2020-0032
    [3] 张巍, 张舸, 郭聪慧, 范天扬, 徐传享.  纤维增强碳化硅及其在光学反射镜中的应用 . 中国光学, 2020, 13(4): 695-704. doi: 10.37188/CO.2020-0052
    [4] 逯诗桐, 张天一, 张晓辉.  大口径空间巡天望远镜子孔径拼接平场定标法 . 中国光学, 2020, 13(5): 1094-1102. doi: 10.37188/CO.2019-0252
    [5] 袁理, 张晓辉.  采用五棱镜扫描法检测大口径平面镜的面形 . 中国光学, 2019, 12(4): 920-931. doi: 10.3788/CO.20191204.0920
    [6] 闫公敬, 张宪忠.  非零位凸非球面子孔径拼接检测技术研究 . 中国光学, 2018, 11(5): 798-803. doi: 10.3788/CO.20181105.0798
    [7] 蒋丽媛, 刘定权, 马冲, 蔡清元, 高凌山.  温度变化对金属Ag膜反射镜偏振特性的影响研究 . 中国光学, 2018, 11(4): 604-609. doi: 10.3788/CO.20181104.0604
    [8] 赵晓东, 王晶.  米级口径经纬仪保护窗口镜面变形分析 . 中国光学, 2018, 11(4): 654-661. doi: 10.3788/CO.20181104.0654
    [9] 周程灏, 王治乐, 朱峰.  大口径光学合成孔径成像技术发展现状 . 中国光学, 2017, 10(1): 25-38. doi: 10.3788/CO.20171001.0025
    [10] 张磊, 刘东, 师途, 杨甬英, 李劲松, 俞本立.  光学自由曲面面形检测技术 . 中国光学, 2017, 10(3): 283-299. doi: 10.3788/CO.20171003.0283
    [11] 王孝坤.  大口径离轴凸非球面系统拼接检验技术 . 中国光学, 2016, 9(1): 130-136. doi: 10.3788/CO.20160901.0130
    [12] 孙梦至, 王彤彤, 王延超, 刘震, 刘海, 王笑夷, 杨海贵, 高劲松.  大口径反射镜高反射膜研究进展 . 中国光学, 2016, 9(2): 203-212. doi: 10.3788/CO.20160902.0203
    [13] 陶小平.  大口径反射镜加工机床在线检测高精度对准方法 . 中国光学, 2015, 8(6): 1027-1034. doi: 10.3788/CO.20150806.1027
    [14] 赵汝成, 包建勋.  大口径轻质SiC反射镜的研究与应用 . 中国光学, 2014, 7(4): 552-558. doi: 10.3788/CO.20140704.0552
    [15] 石磊, 许永森, 刘福贺.  光电系统中铍反射镜的发展与应用 . 中国光学, 2014, 7(5): 749-758. doi: 10.3788/CO.20140705.0749
    [16] 陈宝刚, 明名, 吕天宇.  大口径球面反射镜曲率半径的精确测量 . 中国光学, 2014, 7(1): 163-168. doi: 10.3788/CO.20140701.0163
    [17] 卫沛锋, 刘欣悦, 林旭东, 张振铎, 董磊.  自适应光学系统测试中大气湍流的时域模拟 . 中国光学, 2013, 6(3): 371-377. doi: 10.3788/CO.20130603.0371
    [18] 叶伟楠, 董吉洪.  大口径主镜轻量化结构参数的优化设计 . 中国光学, 2012, 5(3): 222-228. doi: 10.3788/CO.20120503.0222
    [19] 王卫兵, 赵帅, 郭劲, 王挺峰.  基于Zernike模式的随机并行梯度下降算法的收敛速率 . 中国光学, 2012, 5(4): 407-415. doi: 10.3788/CO.20120504.0407
    [20] 董吉洪, 王克军, 李延春, 王海萍.  空间遥感