大尺寸SIC空间反射镜离子束加工热效应分析与抑制-论文.pdf

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1、第43卷第8期红外与激光工程2014年8月VO1．43NO．8InfraredandLaserEngineeringAug．2014大尺寸SIG空间反射镜离子束加工热效应分析与抑制许艳军，赵宇宸1,2，沙巍，齐光(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，北京100049)摘要：离子柬加工中从离子源射出的高速离子撞击光学反射镜表面，离子的动能转化成热能以及中和灯丝的热辐射作用，使反射镜温度急剧升高。反射镜温升过快，会导致柔性连接结构胶结部位发生不可逆的非线性变化，并且热膨胀使实际加工位置和理想加工位置发生偏移，增加了加工误差，因此需要对加工过程

2、中产生的热效应进行抑制。提出了通过规划加工路径和增强散热的方法，增强加工过程的散热，控制反射镜的温度。针对600mmx260mm的某主反射镜，对增强散热前后不同加工路径的离子柬加工进行了研究和有限元分析。分析表明：加工路径的选择、增强散热对反射镜的温度分布有较大影响，增强散热前，采用横栅格加工路径，反射镜最高温度为35．8℃，对应全口径PV=M5，采用分区纵栅格加工路径，反射镜最高温度则达到52℃，PV=A／IO。增强散热后，不同加工路径离子束加工中，反射镜温度均有所下降，采用横向栅格加工路径反射镜温度最高为28．2℃，对应全口径PV=M20，采用分区纵栅格加工路径反射镜温度最高为4l℃

3、，PV=M7。通过对比，最终采用增强散热的横栅格加工路径的加工方式。对优选的加工路径进行了试验验证，试验结果与仿真结果一致。结果表明：优化加工路径，增强散热措施能够抑制离子束加工的热效应，为离子束加工热效应抑制提供理论基础。关键词：空间反射镜；离子束加工；热效应；抑制中图分类号：TH703文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)08—2556—06Analysisandsuppressionofthermalefectsofionbeamprocessingforlarge-sizeSICspacemirrorXuYanjun，ZhaoYuchen，ShaWei，QiGua

4、ng(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Thehigh—speedionemitsfromtheionsourceduringtheionbeamprocessingimpactstheopticalmirrorsurface，thermalenergydepositedinsidethem

5、irorwhichcomesfromkineticenergyandradiationoffilament，makesthemirortemperaturerisesharply．Whenthetemperatureofthemirrorrisessharply，itcouldmakecementofflexiblecomponentschangeirreversiblyandnonlinearly，andtheactualmachiningpositionisnottheidealpositionduetoexpansion，SOitisnecessarytosuppresstheth

6、ermaleffect．Amethodofmachiningpathplanningandheatconductionenhancementwasproposedtocontrolthetemperatureofthemirror．Foraprimarymirorof600InlTlx260mm，researchandfiniteelement收稿日期：2013—12—05；修订日期：2014-01-03基金项目：国家863计划(863—2—5—1—13B)作者简介：许艳~(1976一)，男，助理研究员，硕士，主要从事空间相机热设计及优化方面的研究。Email：xuyj@ciomp．ac

7、．cn第8期许艳军等：大尺寸SIC空间反射镜离子束加工热效应分析与抑制analysiswerecardedoutforionbeamprocessingwithdifferentprocessingpathsbeforeandafterheatconductionenhancement，whichshowsthatthepathselectionandheatconductionenhancementhaveseriouseffec