一種平面薄膜鏡安裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種平面薄膜鏡安裝方法，可應用于成像光學系統的薄膜鏡安裝需求。
【背景技術】
[0002]隨著航天光學遙感技術的發展，一方面，輕型光學遙感器正成為各國航天光學遙感領域追逐的熱點；另一方面超大型高分辨率光學遙感器也成為以美國為首的航天大國有研宄熱點。目前，在航天光學遙感領域用的較多的是剛性的反射鏡或透鏡，材料多采用微晶玻璃、ULE以及碳化硅等，運用剛性材料制成的反射鏡或透鏡體積、重量都較大，并且，受限于剛性鏡體的成型工藝，口徑大于5m的鏡體研制、加工非常困難，以上因素導致剛性鏡片難以滿足未來遙感器大口徑、低重量、低成本的發展需求。
[0003]薄膜鏡技術可以作為剛性鏡體發展瓶頸的解決方案。近幾年，國內外多家科研機構、院校已展開薄膜鏡技術的相關研宄，但仍沒有明確提出一種精密薄膜鏡的安裝方法。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種平面薄膜鏡安裝方法，通過精密支撐環支撐以及薄膜四周拉力調節方式實現高精度平面薄膜鏡的安裝。
[0005]本發明的技術方案是:一種平面薄膜鏡安裝方法，步驟如下:
[0006]I)將薄膜鏡放置于第一圓環和第二圓環之間，自下而上放置順序依次為圓環、薄膜鏡、圓環，保證薄膜鏡在第一圓環和第二圓環中間處于平坦狀態；所述第一圓環上均布有螺紋孔，第二圓環上對應第一圓環上螺紋孔的位置均布有通孔；在第二圓環外邊緣上徑向挖有N個寬度大于矩形薄膜墊片的矩形槽，N為大于等于6的正整數；放好后利用螺釘穿過通孔和螺紋孔將第一圓環和第二圓環壓緊；
[0007]2)將矩形薄膜墊片放入矩形槽內，然后用膠將矩形薄膜墊片與薄膜鏡邊緣粘接；
[0008]3)待膠完全固化后，在每個矩形薄膜墊片上的圓孔處系一根繩，再將第一圓環和第二圓環分離，取出粘接有矩形薄膜墊片的薄膜鏡；
[0009]4)利用繩將薄膜鏡初步拉伸成平坦狀態后，固定每根繩的位置；
[0010]5)將薄膜鏡放置在支撐環的第一環狀臺階面上；所述支撐環上靠近內徑一側有一圈第一環狀臺階面，第一環狀臺階面的面形精度RMS〈 λ/10，λ = 0.632 μπι ；
[0011]6)將壓環放置于支撐環的上方，使壓環的第二環狀臺階面輕壓在薄膜鏡上，保證薄膜鏡在壓環與支撐環之間能夠移動；所述壓環上靠近內徑一側有一圈第二環狀臺階面，且第二環狀臺階面位于矩形薄膜墊片內側，兩者不接觸；
[0012]7)在繩另一端連接拉力傳感器，在拉力傳感器另一端施加拉力，對薄膜鏡的面形進行精調；精調過程中通過拉力傳感器實時監測拉力的變化，并對拉力進行實時調節，使薄膜鏡的面形精度達到預值要求；
[0013]8)精調結束后，完全壓緊壓環，然后用螺釘完全固定薄膜鏡組件；所述的薄膜鏡組件包括薄膜鏡、支撐環以及壓環；
[0014]9)拆除薄膜鏡四周矩形薄膜墊片，使薄膜鏡組件與其它結構分離。
[0015]所述的支撐環和壓環的材料均為鈦合金Tc4或均為銦鋼。
[0016]所述步驟4)中的膠為xm23。
[0017]所述的第一環狀臺階面寬度范圍為2?4_。
[0018]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0019](I)本發明方法通過精密支撐環的高精度環面與薄膜直接接觸提高薄膜鏡的面形精度，減小了因支撐結構精度不足導致薄膜鏡面形精度不高的影響，使薄膜鏡的面形精度得到很大的提高(口徑為20cm的薄膜鏡，RMS可優于λ/2，λ = 0.632 μπι)；
[0020](2)利用薄膜鏡周邊連接的拉力傳感器實時監測薄膜所受張力的變化，有利于對薄膜鏡的面形進行實時調整與控制，并能避免安裝過程中因張力過大導致薄膜鏡的破壞；
[0021](3)本發明利用粘接工裝在薄膜鏡周邊均勻確定矩形墊片與薄膜鏡的相對位置，并通過矩形墊片施加薄膜鏡邊緣所受的拉力，使薄膜鏡邊緣的調整拉力能夠均勻分布，并能避免拉力直接施加在薄膜鏡邊緣產生的應力集中情況。
[0022](4)本發明方法簡單易行，方便操作，涉及的組件較少，支撐結構簡單、支撐結構重量更小。
【附圖說明】
[0023]圖1、圖2為本發明薄膜鏡組件示意圖；
[0024]圖3為本發明中薄膜鏡與矩形薄墊片粘接形式示意圖；
[0025]圖4為本發明中薄膜鏡與矩形薄墊片粘接所需要的下圓環；
[0026]圖5為本發明中薄膜鏡與矩形薄墊片粘接所需要的上圓環；
[0027]圖6為本發明中薄膜鏡安裝與調節過程示意圖；
[0028]圖7為本發明中薄膜鏡安裝與調節過程示意圖局部橫截面；
[0029]圖8為本發明中精密支撐環局部橫截面；
[0030]圖9為本發明中壓環局部橫截面。
【具體實施方式】
[0031]本發明方法的主要步驟如下:
[0032](I)如圖3、圖4所示，選取圓環5和圓環6作為薄膜鏡I與矩形薄膜墊片4精確粘接的輔助工具；
[0033](2)如圖4所示，在圓環6四周加工出N處寬度略大于矩形薄膜墊片4寬度的矩形槽6-1，保證矩形薄膜墊片4能夠從矩形槽6-1放入；
[0034](3)如圖2所示，將薄膜鏡I放置于圓環5和圓環6之間，自下而上放置順序依次為圓環5、薄膜鏡1、圓環6，保證薄膜鏡I在圓環5和圓環6處于平坦狀態，然后將圓環5和圓環6壓緊，防止薄膜鏡I在圓環5和圓環6之間移動；
[0035](4)依次用膠將N個矩形薄膜墊片4沿矩形槽6-1與薄膜鏡I邊緣粘接，保證一定的粘接強度；
[0036](5)待膠完全固化后，用繩7通過圓孔連接所有矩形薄膜墊片4，再將圓環5和圓環6分離，取出粘接好矩形薄墊片4及繩7的薄膜鏡I ;
[0037](6)利用薄膜鏡I四周繩7將薄膜鏡拉伸成平坦狀態，固定繩7的位置；
[0038](7)如圖5、圖6所示，在繩7另一端連接拉力傳感器8，在拉力傳感器8另一端施加拉力9，拉力傳感器8用來監測安裝過程中拉力9的變化并根據實際面形進行適當調節；
[0039](8)將精密支撐環2的環面2-1放置在與薄膜鏡I平行的位置，并與薄膜鏡I輕輕接觸，保持薄膜鏡I處于平面狀態；
[0040](9)將壓環3放置于精密支撐環2的上方，使壓環3的環面3-1輕壓薄膜鏡1，環面3-1位于矩形薄膜墊片4內側，兩者不接觸，此時，薄膜鏡I在精密支撐環2和壓環3之間可以由四周拉力9拉動；
[0041](10)根據實際檢測面形，調節薄膜鏡I周邊的拉力9，直到薄膜鏡I面形達到最優，完全壓緊壓環3，壓緊過程中防止薄膜鏡I面形偏離最優面形，然后用螺釘完全固定薄膜鏡組件；
[0042](11)拆除薄膜鏡I四周矩形薄膜墊片4，使薄膜鏡組件與其它結構分離；
[0043]安裝完成的薄膜鏡組件包括薄膜鏡1、精密支撐環2以及壓環3。薄膜鏡基底材料采用成型工藝較為成熟聚酰亞胺薄膜，在聚酰亞胺薄膜上鍍反射膜作為薄膜反射鏡。為降低薄膜