大口径SiC主反射镜优化设计与仿真分析.pdfVIP

第55卷第6期激光与红外Vol.55,No.6

2025年6月LASERINFRAREDJune,2025

文章编号：1001-5078（2025）06-0953-07光学技术

大口径SiC主反射镜优化设计与仿真分析

品！

赵宝2,王从敬，罗婷婷12,王

晶

（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；

2.中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京100049）

摘要：为了得到满足工程要求的轻量化主镜，本文以某光学测量系统的大口径SiC主镜为优

化目标，首先确定了主镜的支撑结构，随后对主镜的结构尺寸进行了优化，通过对主镜加强筋

进行分组优化了其厚度，同时对主镜的前后面板厚度以及总厚度进行了优化。随后对主镜的

结构进行了优化，提出了三角形孔与扇形孔组合使用的结构形式，主镜的面形有了较大提升。

最终主镜与初始主镜相比质量减轻了16.7kg，径厚比由11.4提高到12.8,且静、动态特性均

满足使用要求。随后分析了主镜存在轴向温差以及径向温差时对光学系统的影响，使用光学

系统的调制传递函数作为评价标准，确定了主镜轴向与径向温差应控制的范围。最后使用四

维干涉仪对主镜的面形精度进行了检测，验证了有限元分析的正确性。

关键词：SiC主镜；轻量化；有限元仿真；优化设计；光学分析

中图分类号：TH743；TN247文献标识码：AD0I:10.3969/j.issn.1001-5078.2025.06.019

Optimizeddesignandsimulationanalysisoflarge-aperture

SiCprimarymirror

ZHAOBaol-2,WANGCong-jing,LUOTing-ting2,WANGJing

(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;

2.SchoolofMaterialScienceandOpto-ElectronicTechnology,UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)

Abstract:Inordertoobtainalightweightprimarymirrorthatmeetstheengineeringrequirements,thelarge-diameter

SiCprimarymirrorofanopticalmeasurementsystemistakenastheoptimizationtarget,andthesupportstructureof

theprimarymirrorisfirstlydetermined,andthenthestructuraldimensionsoftheprimarymirrorareoptimized,andits

thick