薄膜反射镜静电成形的初步研究

【作者】 陈新华； 唐敏学； 沈为民； 余建军；

【机构】 苏州大学现代光学技术研究所；

【摘要】 现代空间技术的迅速发展,要求空间光学系统具有更宽的地面覆盖、更高的地面分辨率,迫切需要建立口径达十米级甚至百米级的空间光学系统。如果沿用传统的空间光学系统,将极大地超出当今的运载、制造及成本承受能力。目前国际上最新的研究方向之一,是研制重量超轻、可折叠展开的薄膜反射镜,而其中需解决的关键技术之一是如何实现对薄膜反射镜整体形状的控制。薄膜反射镜的静电成形就是通过在镀有金属层的薄膜材料和电极板之间加上高压产生静电力,使薄膜弯曲成球形或抛物面形。薄膜反射镜的静电成形装置主要由三部分组成:薄膜及其支撑装置、电极板和电压控制系统。本文首先根据弹性力学的相关理论,对于薄膜反射镜面形进行了理论计算,分析了材料特性、电压、薄膜和电极板间距离等因素对薄膜面形的影响。在此基础上设计了用于口径为Ф200mm的薄膜反射镜静电成形研究的实验装置,对于聚酰亚胺、PET等薄膜材料的支撑方式、电极板的形状和分布、以及电压控制系统的调整对薄膜反射镜成形质量的影响进行了初步的实验研究和分析,为进一步开展大口径薄膜反射镜的研究提供了理论依据和技术支持。更多还原