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
2 长春理工大学机电工程学院，吉林长春 130012
激光通信大口径地面光端机的主要作用是与卫星建立通信链路，实现卫星与地面站之间的数据传输。某激光通信车载地面光端机 600 mm主镜采用微晶材料，重量较大且工作角度不断发生变化。为保证镜面变形精度，该主镜在采用轴向背部 9点支撑的基础之上，需同时采用径向支撑结构平衡主镜在其工作角度下重力的径向分力。本文根据主镜工作角度变化，针对传统多点径向支撑结构尺寸大并易造成应力集中等问题，为平衡主镜径向重力分量，减小径向支撑结构尺寸，设计了中心轴与水银带相结合的径向支撑方案，采用有限元分析方法得出水银带参数对主镜面形的影响，优化了支撑参数并设计了支撑结构。主镜面形测试结果表明，采用本文提出的径向支撑结构后，主镜面形达到了预期效果，面形 PV值优于 λ/5，RMS值优于 λ/37，完全满足设计要求。
激光通信 水银带 径向支撑 中心支撑 面形误差 laser communication mercury band lateral support center support surface error
1 长春理工大学 机电工程学院，吉林 长春 130022
2 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
为保证单反式光端机指向捕获跟踪（Pointing, acquisition and tracking, PAT）时反射镜在恶劣空间环境下的面形精度，设计了一种底面开槽的柔性支撑结构。由于柔性支撑结构参数较多，为避免各参数之间严重耦合，采用正交优化方法对柔性支撑结构进行参数优化设计，再利用有限元方法对反射镜组件进行热力学特性分析。仿真分析结果表明，反射镜组件一阶频率为352.61 Hz，在1g重力和10 ℃温升（温降）共同作用下的最大面形误差RMS为λ/54.79(λ=623.8 nm)，能够满足动、静态刚度和热尺寸稳定性要求。使用ZYGO干涉仪在(20±10) ℃温度范围内对反射镜面形进行检测，结果表明，反射镜面形PV值优于λ/6，RMS优于λ/43，满足RMS≤λ/40的指标要求。实验结果表明，柔性支撑参数设计可靠，满足使用要求。
激光通信 反射镜 柔性支撑 正交优化 参数化设计 laser communication mirror flexible support orthogonal optimization parametric design 红外与激光工程
2020, 49(4): 0414003
