一種靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置，包括薄膜固定裝置、電極板、靜電高壓輸出裝置；所述的電極板包括中心圓形電極和呈同心圓分布的均等徑向?qū)挾鹊沫h(huán)形電極，環(huán)形電極為3～10個(gè)；中心圓形電極的半徑為環(huán)形電極徑向?qū)挾鹊?.5~1.7倍。加工時(shí)，將薄膜反射鏡中的薄膜周邊固定在圓環(huán)固定裝置上，電極置于薄膜正下方，以中心電極半徑的中心處的壓強(qiáng)為中心電極區(qū)域的壓強(qiáng)，以各環(huán)形電極徑向中心點(diǎn)的壓強(qiáng)為該環(huán)形電極區(qū)域的壓強(qiáng)，將各壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入到各對(duì)應(yīng)的電極上，經(jīng)加工成型，得到靜電拉伸薄膜反射鏡。采用本實(shí)用新型提供的靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置得到的面形，其精度顯著提高。
【專利說(shuō)明】一種靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種靜電拉伸薄膜反射鏡的制備方法，屬空間光學(xué)成像系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)現(xiàn)大口徑、低面密度空間光學(xué)系統(tǒng)的途徑之一是主鏡采用薄膜反射鏡，它以柔性聚合物薄膜作為反射鏡基坯，并通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞叫纬伤璧那婷嫘危哂兄亓砍p、可折疊/展開(kāi)和成本低等特點(diǎn)。因此，研制薄膜反射鏡對(duì)于發(fā)展下一代大口徑、低密度空間光學(xué)系統(tǒng)具有十分重要的意義。
[0003]薄膜反射鏡在均勻壓強(qiáng)作用下的面形是近似拋物面，在非均勻壓強(qiáng)作用下可以提高面形精度。研究表明，采用非均勻壓強(qiáng)與非等徑寬分環(huán)方式相結(jié)合的方法可以進(jìn)一步提聞面形精度。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)薄膜反射鏡靜電成形控制電極分布方式的研究主要有兩種，第一種方式:各個(gè)電極的徑向?qū)挾染?，如文獻(xiàn)(膜基反射鏡面形控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與分析[D],蘇州:蘇州大學(xué)信息光學(xué)工程研究所，2010.)中采用了 5區(qū)域等徑寬和10區(qū)域等徑寬的分環(huán)方式；第二種方式:各個(gè)電極的徑向?qū)挾炔痪?，如文獻(xiàn)(靜電拉伸薄膜反射鏡的多電極成形控制[J].光學(xué)精密工程，2012，20 (2):344-350.)中采用的三電極分環(huán)，中心電極徑寬是其余兩個(gè)均等電極徑寬的2倍，即徑寬比為2:1:1。上述技術(shù)方案加工的靜電拉伸薄膜反射鏡的面形精度不夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、快捷，且能有效提高薄膜反射鏡面形精度的靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置。
[0006]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是提供一種靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置，包括薄膜固定裝置、電極板、靜電高壓輸出裝置；所述的電極板包括中心圓形電極和呈同心圓分布的均等徑向?qū)挾鹊沫h(huán)形電極；所述的中心圓形電極的半徑為環(huán)形電極徑向?qū)挾鹊?.5 ?1.7 倍。
[0007]本實(shí)用新型所采用的環(huán)形電極為3?10個(gè)。
[0008]使用本實(shí)用新型提供的裝置進(jìn)行加工時(shí)，將薄膜反射鏡中的薄膜周邊固定在圓環(huán)固定裝置上，電極置于薄膜正下方，向各電極輸入電壓信號(hào)；電極包括中心圓形電極和呈同心圓分布的均等徑向?qū)挾鹊沫h(huán)形電極；中心圓形電極的半徑為環(huán)形電極徑向?qū)挾鹊?.5?
1.7倍；以中心電極半徑的中心處的壓強(qiáng)為該中心電極區(qū)域的壓強(qiáng)，以各環(huán)形電極徑向中心點(diǎn)的壓強(qiáng)為該環(huán)形電極區(qū)域的壓強(qiáng)，將壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入到各對(duì)應(yīng)的電極上，經(jīng)加工成形，得到薄膜反射鏡。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:采用本技術(shù)方案的電極分布方式和壓強(qiáng)施加方式，能顯著提高面形精度。本實(shí)用新型提供的電極分布結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、快捷，具有實(shí)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是制備靜電拉伸薄膜反射鏡的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是薄膜反射鏡面形誤差RMS值和K值大小關(guān)系圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所需要薄膜反射鏡標(biāo)準(zhǔn)面形圖；
[0013]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電極分布示意圖；
[0014]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的薄膜反射鏡面形圖
[0015]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的薄膜反射鏡面形的誤差圖；
[0016]圖中，1、中心電極；2、環(huán)形電極。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。[0018]實(shí)施例1
[0019]參見(jiàn)附圖1，它是制備靜電拉伸薄膜反射鏡的原理結(jié)構(gòu)示意圖；將待成形的薄膜反射鏡中的薄膜周邊固定在圓環(huán)固定裝置上，得到初始面，電極置于薄膜正下方，向各電極輸入電壓信號(hào)。由于薄膜反射鏡中的薄膜周邊被固定在圓環(huán)裝置上，當(dāng)平面薄膜受壓強(qiáng)載荷作用時(shí)，薄膜上各點(diǎn)相對(duì)于初始平面薄膜位置產(chǎn)生位移，薄膜具有幾乎沒(méi)有橫向剛度、不能承受彎矩的特點(diǎn)，由Karman方程圓薄膜理論化簡(jiǎn)后得到的圓薄膜大變形方程為如下的式(I)和(2)所示:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置，包括薄膜固定裝置、電極板、靜電高壓輸出裝置；其特征在于:所述的電極板包括中心圓形電極和呈同心圓分布的均等徑向?qū)挾鹊沫h(huán)形電極；所述的中心圓形電極的半徑為環(huán)形電極徑向?qū)挾鹊?.5?1.7倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電拉伸薄膜反射鏡的加工裝置，其特征在于:所述的環(huán)形電極為3?10個(gè)。
【文檔編號(hào)】G02B7/188GK203551872SQ201320716607
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】蔣龍軍, 唐敏學(xué) 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)