[实用新型]一种应用于同轴反射式光学系统的自适应镜头

说明书

本实用新型涉及一种应用于同轴反射式光学系统的自适应镜头，包括SIC材料的主镜、次镜、次镜支杆以及主镜支撑结构，所述主镜支撑结构上装有棱镜，还包括经分体式次镜支杆与所述主镜支撑结构相连的次镜支撑座，所述次镜支撑座采用线涨系数与SIC材料相匹配的碳纤复合材料。本实用新型具备更好的热稳定性，彻底解决了反射式镜头的热敏感问题，做到镜头无热化设计；并且无薄弱环节，整体的力学稳定性非常高，其单位密度只有3.5g/mm³；取消了传统反射镜头内出现的TC4或4J32柔性过度环节，整个系统的基准统一，使累计误差变少，使单件的允许误差量变大，降低了装调的复杂性，提高了装调效率就相当于减少了生产时间，降低了生产成本。

技术领域

本实用新型属于空间相机技术领域，具体涉及一种应用于同轴反射式光学系统的自适应镜头。

背景技术

目前，因大口径的透镜在制作工艺上存在局限性，航天航空及地面跟踪测绘设备上的长焦距、大口径光学系统均采用反射光学系统。但反射式光学系统内的前反射光路即反射式光学镜头存在热影响敏感、力学条件要求高、装调复杂及装调精度要求很高的缺点，这也决定了反射式光学镜头高昂的价格，高装调精度及复杂的装调过程也使得反射式光学镜头加工周期很长，以上问题是制约反射式光学相机没有真正广泛应用的主要原因。

现有的常规解决方案为：利用不同材料的线涨系数来提高整个镜头的热稳定性。具体是将SIC轻量化主次镜预埋线涨系数调整过的4J32结构件，经柔性过度结构与TC4背板、碳纤复合材料背板或铝基复合材料背板相连接，再将碳纤复合材料支杆或支架与背板相连接，支杆前端连接次镜背板，次镜接着预埋4J32结构件，再经过柔性过度结构与次镜背板连接，这样就形成了同轴反射式光学相机的前反射镜头。

上述方案需要不断的去匹配不同材料的线涨系数来提高整个镜头的热稳定性，但是这在工艺实现上是相当困难的。复合材料支杆通过铺层结构和胶层厚度来改变线涨系数，由于大口径长焦距的同轴反射系统主次镜间距离较远，如果线涨系数匹配稍有问题，那就将失之毫厘差之千里了。为了提高热稳定性，在主镜后和次镜后均设有柔性过度结构，但基于火箭发射主动段恶劣的振动条件，柔性结构不仅要考虑温度过渡，还必须考虑其薄弱点对整个系统带来的力学不稳定的关系。同时，柔性结构的引入，导致装调过程中的基准复杂化，需要装调一步步的去修研这个基准，使其累积误差不会超过光学要求，也使得生产周期和生产成本得不到合理的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有良好热、力适应能力的应用于同轴反射式光学系统的自适应镜头，以克服目前该技术领域的装置热适应范围窄、力学稳定性差、装调复杂、装调效率低的缺点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种应用于同轴反射式光学系统的自适应镜头，包括主镜、次镜和用于支撑主镜的主镜支撑结构，其特征在于：

还包括次镜支撑座和次镜支杆，所述次镜支撑座与次镜一体成型，次镜支撑座通过次镜支杆与所述主镜支撑结构相连；所述次镜支杆由上下支杆连接而成，其中，所述上支杆与所述主镜相连，所述下支杆与所述次镜支撑座相连；

所述主镜支撑结构上装有棱镜；

所述主镜、次镜、次镜支杆以及主镜支撑结构均采用SIC材料，具有相同的线涨系数，所述次镜支撑座采用线涨系数与SIC材料相匹配的碳纤复合材料。

进一步地，所述主镜与主镜支撑结构一体成型。

进一步地，所述次镜支撑座为三角形结构，其支撑平面中心开孔，所述支撑平面的三个角均胶粘用于连接次镜的次镜支撑座预埋。

更进一步地，所述次镜底部设有与其一体成型的预埋座，所述预埋座底部开有三个用于卡接所述次镜支撑座预埋的预埋孔，所述次镜支撑座预埋与预埋孔卡合后，通过紧固件固定。

进一步地，所述次镜支撑座的侧壁上胶粘用于连接下支杆的下支杆预埋。