光學(xué)平臺在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

來源：北京卓立漢光儀器有限公司      分類：產(chǎn)品評測 2024-10-08 17:40:46 93閱讀次數(shù)

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                        文丨祝志達

編輯 | 小卓

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在航空航天領(lǐng)域中，隔振平臺對于保證精密設(shè)備和儀器的正常運行至關(guān)重要。這是因為飛行器在飛行過程中會經(jīng)歷各種類型的振動，這些振動可能會對搭載的敏感設(shè)備造成不利影響。例如，衛(wèi)星上的傳感器、相機以及望遠鏡等。在裝配標定時，往往需要高度穩(wěn)定的環(huán)境來確保數(shù)據(jù)采集的準確性與可靠性。

航空相機鏡頭的組裝中，因為涉及到的光學(xué)元件尺寸往往較大較重，且材料、面型、封裝方式等基于光學(xué)設(shè)計，要求各不相同。并且考慮到實際使用時的復(fù)雜環(huán)境，所以對各個光學(xué)元件的標定測試有著極高的要求，一種常用的方式是基于干涉檢測計算全息圖(CGH)，實現(xiàn)對柱面光學(xué)器件的干涉檢測。

圓柱形 CGH 是一種衍射光學(xué)元件，可以將準直干涉儀波前轉(zhuǎn)換為會聚圓柱形波前。凹凸圓柱形光學(xué)元件可以用相同的 CGH 在共焦零點測試中進行測量。凸面圓柱形光學(xué)元件位于會聚波前，凹面圓柱形光學(xué)元件則位于發(fā)散波前。

圖1 干涉檢測計算全息圖

此套檢測系統(tǒng)的常見結(jié)構(gòu)如下：

圖2 檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

目前，針對航空航天領(lǐng)域中的精密設(shè)備和儀器隔振需求，提供了多款高性能產(chǎn)品。以滿足不同應(yīng)用場景下的穩(wěn)定性要求。以下是幾款代表性的產(chǎn)品及其特點：

1. 定制多軸干涉儀位移調(diào)整機構(gòu)：根據(jù)干涉儀的不同位移維度要求與型號定制（如ZYGO干涉儀等）；

2. 氣浮隔振光學(xué)平臺(TPR、ZDR系列)：

3.使用空氣彈簧作為隔振元件，能夠有效減少環(huán)境振動和電磁波干擾等因素引起的抖動，提高航空相機系統(tǒng)測試中的穩(wěn)定性。適用于實驗室環(huán)境下，對地面?zhèn)鬟f振動的隔除，可以有效的減少干涉條紋的晃動（效果類似下方）；

兩種氣浮平臺隔振效率曲線如下

TPR(三線擺)隔振效率曲線:

ZDR(獨立支撐腿)隔振效率曲線：

4.大理石平臺：相較氣浮平臺的臺面有更大的自重以及平面度，適合對整體系統(tǒng)裝配精度較高的應(yīng)用時使用。

大理石平臺示意圖

5.主動隔振平臺：在隔振相關(guān)領(lǐng)域目前最終級的方案，通過電子控制系統(tǒng)實時調(diào)整平臺的位置和姿態(tài)，以抵消外部振動的影響。使用壓電陶瓷等材料，實現(xiàn)快速響應(yīng)和精確控制。適合對隔振要求非常高的系統(tǒng)搭建，目前有Park Systems主動隔振方案可供選擇。

主動隔振平臺示意及參數(shù)參考

隔振技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的不斷發(fā)展，有助于提高飛行器的有效載荷性能，減少因振動導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真，從而支持更高質(zhì)量的科研成果和技術(shù)進步。

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