[发明专利]双向轻量化高刚度双面分光镜

说明书

技术领域

本发明属于航天航空技术领域，具体涉及一种双向轻量化高刚度双面分光镜。

背景技术

目前，空间光学遥感器常采用透射式光谱分光机构，即通过透射式棱镜或棱镜组来进行光谱分谱。常见的棱镜材料有微晶玻璃、熔石英玻璃等。使用棱镜或棱镜组进行光谱分光具有较大的局限性，主要体现在：

1)透射式光谱分光结构存在不可避免的能量损失，造成光线透过效率低；

2)受其加工性能影响，棱镜或棱镜组无法进行有效的轻量化设计，造成其重量较大，刚度较弱，无法保证镜面面形的稳定性，同时给其支撑结构带来很大的压力；

3)光谱分光要求棱镜或棱镜组的材料一致性高、稳定性好，这对棱镜的材料提出了很高的要求，增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种双向轻量化高刚度双面分光镜，解决现有技术存在的光线透过效率低、重量大、刚度低、镜面面形稳定性差和制造成本高的问题。

为实现上述目的，本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜包括：

镜体两侧的反射面，所述反射面上镀有指定谱段反射、其他谱段吸收的膜系；

镜体上层加强筋，所述镜体上层加强筋包括上层内部横向加强筋、上层外部横向加强筋和上层纵向加强筋，所述上层纵向加强筋均匀分布在上层外部横向加强筋外侧；

垂直于上层内部横向加强筋的支撑孔，所述支撑孔通过镜体质心，两个所述支撑孔位于镜体两端，且保持同轴；

和镜体下层加强筋，所述镜体下层加强筋包括下层内部纵向加强筋、下层支撑孔外侧加强筋、下层支撑孔内侧加强筋和下层外部纵向加强筋，下层内部纵向加强筋与所述支撑孔平行。

所述下层外部纵向加强筋使镜体下层左右两侧封闭。

所述上层外部横向加强筋的厚度大于上层内部横向加强筋的厚度。

所述下层外部纵向加强筋的厚度大于下层内部纵向加强筋的厚度。

所述下层支撑孔外侧加强筋的厚度大于下层内部纵向加强筋的厚度。

所述双面分光镜的镜体为导电材料。

所述双面分光镜的镜体为金属材料。

所述双面分光镜的镜体为复合材料。

所述双面分光镜的镜体为基于高体分铝基复合材料。

本发明的有益效果为：本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜在镜体两侧反射面分别镀不同谱段的反射式膜系，可以有效提高光线透过效率；

采用基于高体分铝基复合材料的双向正交轻量化孔的双反射面的镜体；镜体采用上下两层的双向轻量化结构，镜体上层轻量化结构采用纵横交错的加强筋结构，镜体下层采用纵向分布的加强筋，且下层外部纵向加强筋实现镜体的下层左右两侧封闭，与传统的微晶玻璃、熔石英玻璃等分光棱镜相比，大大减小了反射镜的重量和尺寸，同时提高了镜体的刚度，有效的保证了镜面面形的稳定性；

镜体上设置有通过镜体质心的支撑孔，无需支撑背板即可安装在回转机构上，减少了整体机构的重量，且回转轴通过镜体质心，无需增加额外的配重组件，即可实现镜体的稳定旋转；

本发明选用的镜体材料具有导电性，可实现大规模的电腐蚀加工，代替传统的铣磨加工，因此，不仅可以提高效率，节约成本，而且能大大提高加工过程的安全性，提高成品率；

本发明具有通用性，其他导电性能良好的复合材料和金属材料的镜体材料均可按此方法制成双向轻量化高刚度双面分光镜。

本发明可用于航天和航空的光学遥感器、地面精密检测设备等领域。

附图说明

图1为本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜结构主视图；

图2为本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜结构左视图；

图3为图1的A-A剖视图；

图4为图1的B-B剖视图；

图5为以本发明为关键部件的光谱分光机构示意图；

图6为本发明的镜体与镜体支撑结构示意图；

图7为图6的A-A剖视图；

其中：1、反射面，2、上层内部横向加强筋，3、上层外部横向加强筋，4、上层纵向加强筋，5、支撑孔，6、下层内部纵向加强筋，7、下层支撑孔外侧加强筋，8、下层支撑孔内侧加强筋，9、下层外部纵向加强筋，10、制动器，11、电机，12、谐波减速机构，13、轴承，14、镜体支撑结构，15、编码器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1、附图2、附图3和附图4，本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜包括：