專利名稱：一種用于空間相機的低脹超輕量化大口徑復合反射鏡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學元件，具體涉及一種用于空間相機的低脹超輕量化大口徑復合反射鏡。
背景技術：
在空間科學、天文研究、宇宙探測、地球信息及其環(huán)境信息等方面，高分辨率、高靈敏度的空間相機發(fā)揮著越來越重要的作用。而超輕量化大口徑反射鏡是高分辨率、高靈敏度空間相機的關鍵部件。對于大口徑反射鏡而言，反射鏡的質量大小，直接決定了反射鏡可行性、可靠性和經濟性。對于反射面積為1平方米的反射鏡而言，若采用傳統(tǒng)的熔石英反射鏡，其質量過大，是難以承受的。為了獲得理想的輕量化反射鏡，美國專利US 5,076,700，發(fā)明人DeCaprio首先公開了一種在熔石英反射鏡基體中采用蜂窩夾層結構的技術方案，雖然能減輕反射鏡重量的70％，但1平方米反射鏡的重量還是達72公斤。隨后，美國專利US 4,035,065，發(fā)明人Fletcher等公開了一種在反射鏡基體中采用泡沫玻璃夾層結構，美國專利US 176,588，發(fā)明人Davis等公開了一種在反射鏡基體中采用陶瓷蜂窩夾層結構，盡管上述輕量化方法對輕量化反射鏡的研制具有一定的實際意義和推動作用，但總體來說具有造價高或輕量化效果不理想等缺點。本發(fā)明人在2001年8月21日提出了一個“超輕量化大口徑復合反射鏡”的發(fā)明專利申請，專利號為1126514.0。它是由金屬反射面、合金反射面基層、蜂窩夾層基板構成。發(fā)明人對蜂窩夾層基板的結構作了創(chuàng)造性的改進，使其重量大大降低，1平方米反射鏡的質量僅為25～30公斤，且大大降低了造價。但由于反射鏡的反射面基層為金屬，使反射鏡的光學反射面的進一步優(yōu)化受到了限制。

發(fā)明內容
為了進一步優(yōu)化反射鏡的光學反射面，本實用新型提出了一種用于空間相機的低脹超輕量化大口徑復合反射鏡，包括金屬反射面、反射面基層、蜂窩夾層基板。蜂窩夾層基板的各層按下列順序環(huán)氧樹脂過渡層+石墨纖維/環(huán)氧樹脂或石墨纖維/氰酸脂面板+蜂窩夾層+石墨纖維/環(huán)氧樹脂或石墨纖維/氰酸脂面板+環(huán)氧樹脂過渡層，在精密夾具的輔助下鋪設，在熱壓罐中一次固化成型。
反射面基層是由對蜂窩夾層基板二表面進行磨削加工，再對磨削后的二表面真空蒸鍍熔石英構成的。然后對作為反射表面的一熔石英表面進行光學研磨，并真空蒸鍍金屬反射面。
采用熔石英作為反射面基層，具有以下幾個優(yōu)點1.由于熔石英與石墨纖維/環(huán)氧樹脂或石墨纖維/氰酸脂之間具有良好的化學穩(wěn)定性和熱脹匹配性，所以反射鏡的熱穩(wěn)定性極好。
2.由于熔石英具有非常優(yōu)秀的光學加工性，反射面的光學質量得到了優(yōu)化。


圖1為一種用于空間相機的低脹超輕量化大口徑復合反射鏡的剖面結構示意圖。
圖2為一種用于空間相機的低脹超輕量化大口徑復合反射鏡的石墨纖維/環(huán)氧樹脂或石墨纖維/氰酸脂面板鋪設示意圖。
具體實施方式
本實用新型包括金屬反射面、反射面基層、蜂窩夾層基板。
蜂窩夾層基板按下列結構順序鋪設環(huán)氧樹脂過渡層3+石墨纖維/環(huán)氧樹脂面板2+蜂窩夾層1+石墨纖維/環(huán)氧樹脂面板2+環(huán)氧樹脂過渡層3。
所說的環(huán)氧樹脂過渡層厚度為0.5mm；所說的石墨纖維/環(huán)氧樹脂面板是由5層石墨纖維/環(huán)氧樹脂預浸布料按布料的徑向45度中間夾有環(huán)氧樹脂交叉鋪設的，石墨纖維為M40J系列，其拉伸模量350Gpa至550Gpa之間；所說的蜂窩夾層采用美國杜邦公司的NOMEX芳綸紙蜂窩，蜂窩孔格邊長為3至5毫米。然后將鋪設好的各層放在熱壓罐中一次固化成型。
反射面基層4是由對蜂窩夾層基板二表面進行磨削加工，再對磨削后的二表面真空蒸鍍熔石英構成的。然后對作為反射表面的一熔石英表面進行光學研磨，并真空蒸鍍金屬反射面5。
權利要求1.一種用于空間相機的低脹超輕量化大口徑復合反射鏡，包括金屬反射面、反射面基層、蜂窩夾層基板，蜂窩夾層基板的各層按下列順序環(huán)氧樹脂過渡層(3)+石墨纖維/環(huán)氧樹脂或石墨纖維/氰酸脂面板(2)+蜂窩夾層(1)+石墨纖維/環(huán)氧樹脂或石墨纖維/氰酸脂面板(2)+環(huán)氧樹脂過渡層(3)，在精密夾具的輔助下鋪設，在熱壓罐中一次固化成型；其特征在于反射面基層(4)是由對蜂窩夾層基板二表面進行磨削加工，再對磨削后的二表面真空蒸鍍熔石英構成的，然后對作為反射表面的一熔石英表面進行光學研磨，并真空蒸鍍金屬反射面(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于空間相機的低脹超輕量化大口徑復合反射鏡,包括:金屬反射面、反射面基層、蜂窩夾層基板。其特征是反射面基層是由對蜂窩夾層基板二表面進行磨削加工,再對磨削后的二表面真空蒸鍍熔石英構成的。然后對作為反射表面的一熔石英表面真空蒸鍍金屬反射面。采用熔石英作為反射面基層,最大的優(yōu)點是:1.由于熔石英與石墨纖維/環(huán)氧樹脂或石墨纖維/氰酸酯之間具有良好的化學穩(wěn)定性和熱脹匹配性,所以反射鏡的熱穩(wěn)定性極好;2.由于熔石英具有非常優(yōu)秀的光學加工性,反射面的光學質量得到了保證。
文檔編號G02B7/183GK2501068SQ0125421
公開日2002年7月17日 申請日期2001年10月16日 優(yōu)先權日2001年10月16日
發(fā)明者丁福建, 鄭親波, 傅雨田 申請人:中國科學院上海技術物理研究所