集成概念

  望遠(yuǎn)鏡、透鏡鏡筒以及其他光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能都嚴(yán)重受
到機(jī)械效應(yīng)的影響。熱、結(jié)構(gòu)以及光學(xué)分析之間的相互作用。每個(gè)
分析類(lèi)型都有專(zhuān)門(mén)的軟件來(lái)求解其領(lǐng)域內(nèi)的具體問(wèn)題。

  材料選擇影響著熱、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能，是設(shè)計(jì)過(guò)程中不可
缺少的部分。主要的材料屬性包括剛度和熱穩(wěn)定性，它們能確保在
熱、慣性以及動(dòng)態(tài)工作環(huán)境中保持光學(xué)元件的定位和光學(xué)表面面形
。
  光學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常是剛度受限的，而不是應(yīng)力。例如，
一個(gè)計(jì)量結(jié)構(gòu)在工作和測(cè)試過(guò)程中承受重力載荷的情況下，必須保
持光學(xué)元件的定位和光學(xué)表面形狀，同時(shí)還要滿足LOS動(dòng)態(tài)響應(yīng)的
需求。

  (1)碳化硅能夠提供非常良好的熱和結(jié)構(gòu)特性，具有低的
熱膨脹系數(shù)，高的熱導(dǎo)率，高的剛度，適中的密度，是制造鏡坯基
體和支撐結(jié)構(gòu)非常有吸引力的材料。該材料屬于陶瓷材料，可通過(guò)
幾種方法制備，包括化學(xué)氣相沉積(CVD)和反應(yīng)結(jié)合(燒結(jié))。碳化
硅材料的缺點(diǎn)是它固有的脆性，設(shè)計(jì)時(shí)必須確保具有合適的安全余
量，以降低斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。碳化硅和碳／碳化硅都是正在開(kāi)發(fā)的新材
料。都能夠提供更高的剛度和熱穩(wěn)定性。
  (2)鈹由于其高剛度、低質(zhì)量密度和高熱導(dǎo)率，是制備反
射鏡鏡坯和支撐結(jié)構(gòu)非常有吸引力的材料。缺點(diǎn)包括：相對(duì)高的成
本以及高的熱膨脹系數(shù)，使它非常容易受到熱梯度的影響(盡管在
低溫下它的切向熱膨脹系數(shù)接近零)。材料的制造和加工過(guò)程很復(fù)
雜，需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備(加工工程產(chǎn)生的細(xì)顆粒對(duì)人的健康有危害)。
  (3)鋁合金是制造反射鏡和支撐結(jié)構(gòu)常用的一種材料。鋁
合金的特性包括高的熱導(dǎo)率、良好的加工性、低成本、適當(dāng)?shù)膭偠?br>以及高的熱膨脹系數(shù)。

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