沙巍
- 作品数：51 被引量：225H指数：10
- 供职机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术航空宇航科学技术电子电信更多>>
- 离轴三反空间相机主三镜共基准一体化结构被引量：16
- 2015年
- 针对采用离轴三反(TMA)光学系统的空间相机中光学系统主镜和三镜的轴向位置接近的特点,提出了主三镜共基准一体化结构来提高光机结构的精度和稳定性。利用一块高刚度、高度轻量化整体背板替代分离的主镜和三镜背板,以实现主镜和三镜光学加工、检测和装调的基准统一。由于此整体背板同时也是主框架的组成部分,故降低了结构整体重量,提升了光机结构动/静态刚度。对采用主三镜共基准一体化结构的空间相机进行干涉检测,结果表明主镜和三镜的各视场镜面面形最大分别为0.024λ和0.013λ,均满足光学公差要求。对铝结构样机进行了多入多出(MIMO)自由模态测试,测得一阶模态频率为48 Hz,对应原理样机一阶约束模态频率114 Hz,满足结构刚度要求。在离子束光学精加工过程中,通过分时对主镜和三镜进行加工,省去了主镜和三镜分离结构加工用的散热时间,加工效率提高了约50%。主、三镜共基准一体化结构的应用提高了离轴TMA空间相机的性能和光学精加工效率,为高分辨力宽视场空间相机的光机结构设计提供了参考。
- 沙巍陈长征许艳军张星祥刘磊王永宪李新娥
- 关键词：主镜模态测试离子束加工
- 一种刚性与柔性导向相结合的角振动台
- 本发明为一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，涉及振动测试技术领域，解决了现有技术中的在实际应用过程中角振幅较小的问题，并提高其使用寿命的技术问题。技术特征包括振动台底板，振动台底板通过振动台安装孔与外部框架固定连接；柔性...
- 齐克奇王少鑫王智沙巍方超杨永明
- 文献传递
- 一种VCSEL激光照明装置
- 一种VCSEL激光照明装置，其特征在于，包括：底座、隔板、盖板、匀化器、VCSEL激光组件；VCSEL激光组件固定于底座的内腔中；匀化器包括用于将VCSEL激光组件的出射角度扩大的双凸透镜；双凸透镜的主光轴与VCSEL激...
- 朱俊青王朋朋王永宪沙巍王智
- 文献传递
- 空间相机碳纤维框架的设计与优化被引量：10
- 2017年
- 设计了一个应用于轻小型空间相机的碳纤维框架。根据光学系统中各光学元件的空间分布特点,通过比较选择结构性能和工艺性能优异的M40J碳纤维复合材料完成了相机框架的结构设计,并使用TC4预埋镶嵌的方法解决了碳纤维框架接口精度低的问题。对碳纤维框架进行区域划分,采用集成仿真与优化设计方法、遗传算法全局寻优与单纯型下山法局部寻优的组合优化策略对碳纤维框架各区域结构参数进行优化设计。经过优化,碳纤维框架包含TC4预埋件的总质量为15.6kg,仅占相机整机质量的18.4%,相机的一阶频率达104.8Hz。最后通过力学环境试验得到相机整机一阶频率为102Hz,与仿真结果相符,进一步验证了设计的合理性和正确性。文中提出的碳纤维框架方案对轻小型空间相机设计有一定的借鉴意义。文中所采用的优化方法可广泛应用于空间相机光机结构设计中,能大幅度提高设计效率,缩短研制周期。
- 杨帅沙巍陈长征张星祥任建岳
- 关键词：碳纤维复合材料
- 一种VCSEL激光照明匀化系统
- 本发明提供一种VCSEL激光照明匀化系统，包括：VCSEL激光组件、用于将从VCSEL激光组件射出的光束进行匀化处理并将出射光角度扩大的匀化组件；匀化组件包括用于将VCSEL激光组件的出射光角度扩大的双凸透镜；双凸透镜的...
- 朱俊青王永宪沙巍王朋朋王智
- 文献传递
- 一种低成本、小型化空间遥感相机
- 本发明提供一种低成本、小型化空间遥感相机，采用结构紧凑的离轴三反光学系统，有效减小空间遥感相机的体积，并通过对其结构及材料的改进，实现低成本和小型化。该空间遥感相机包括：相机框架、光栏、焦面结构和光学系统；相机框架用于支...
- 王永宪朱俊青沙巍陈长征
- 文献传递
- 空间引力波望远镜主镜组件的结构设计被引量：4
- 2018年
- 针对空间引力波望远镜皮米量级的极高光程稳定性需求,对系统中主镜组件进行了优化设计。采用微晶玻璃(Zerodur)作为反射镜材料,支撑结构材料为铟钢(4J36)。首先,通过对反射镜参数的优化,使其在保证面形精度的同时镜体轻量化率达到了72%。然后,设计了一种双轴联杆型Bipod柔性反射镜支撑结构,并采用了侧面三点支撑的形式。以保证有效的支撑刚度及卸载效果为目的,建立了柔性铰链的数学模型,并基于Matlab对其尺寸参数进行了优化。最后,对优化设计后主镜组件进行了模态分析及振动试验,并完成了在轨分析与波前质量计算。结果显示,主镜组件的一阶固有频率为373 Hz,与试验结果的相对误差为3.5%;在轨环境下主镜面形精度达到8.9 nm(RMS);波前精度为λ/5(λ=1 064 nm)。表明该反射镜组件满足设计指标要求。
- 李钰鹏王智沙巍吴清文赵亚
- 关键词：波前
- 大尺寸SIC空间反射镜离子束加工热效应分析与抑制被引量：2
- 2014年
- 离子束加工中从离子源射出的高速离子撞击光学反射镜表面,离子的动能转化成热能以及中和灯丝的热辐射作用,使反射镜温度急剧升高。反射镜温升过快,会导致柔性连接结构胶结部位发生不可逆的非线性变化,并且热膨胀使实际加工位置和理想加工位置发生偏移,增加了加工误差,因此需要对加工过程中产生的热效应进行抑制。提出了通过规划加工路径和增强散热的方法,增强加工过程的散热,控制反射镜的温度。针对600mm×260mm的某主反射镜,对增强散热前后不同加工路径的离子束加工进行了研究和有限元分析。分析表明:加工路径的选择、增强散热对反射镜的温度分布有较大影响,增强散热前,采用横栅格加工路径,反射镜最高温度为35.8℃,对应全口径PV=λ/5,采用分区纵栅格加工路径,反射镜最高温度则达到52℃,PV=λ/10。增强散热后,不同加工路径离子束加工中,反射镜温度均有所下降,采用横向栅格加工路径反射镜温度最高为28.2℃,对应全口径PV=λ/20,采用分区纵栅格加工路径反射镜温度最高为41℃,PV=λ/7。通过对比,最终采用增强散热的横栅格加工路径的加工方式。对优选的加工路径进行了试验验证,试验结果与仿真结果一致。结果表明:优化加工路径,增强散热措施能够抑制离子束加工的热效应,为离子束加工热效应抑制提供理论基础。
- 许艳军赵宇宸沙巍齐光
- 关键词：空间反射镜离子束加工热效应
- 中心支撑长条形反射镜轻型优化设计被引量：10
- 2017年
- 针对轻小卫星相机质量更轻、性能更好的设计要求,对空间某中等口径的长条形反射镜提出一种基于中心支撑形式的轻型优化设计方法。选用背部中心单点支撑形式,不仅从整体上减小了反射镜及其组件的质量,而且大大简化了支撑结构的设计。采用多目标集成优化的方法,提高了反射镜在Z向重力工况下的面形精度。设计了适用于中心支撑的柔性支撑结构,克服了中心支撑刚度低、动态可靠性差的缺点。仿真分析了反射镜及其组件的综合性能,并与背部三点支撑形式进行了比较。结果表明,中心支撑的反射镜质量更轻(3.36 kg),与实体反射镜相比,轻量化率达到了87%,组件质量也较三点支撑减小了24%;在X、Y、Z三轴方向1 g重力工况下的面形精度RMS值分别达到2.2、2.1、7.5 nm,优于三点支撑形式;4℃均匀温升载荷工况下的面形精度RMS值为2.8 nm,远小于设计要求的RMS≤12 nm;反射镜组件的一阶固有频率为135 Hz,重力作用下镜面的最大刚体位移为3.96μm。该设计在极大地减小了反射镜及其组件质量的同时,保证了反射镜的面形精度和组件的动、静态刚度,满足设计要求,为同类型空间反射镜的轻型优化设计提供了一种新思路。
- 包奇红沙巍陈长征任建岳
- 关键词：多目标优化
- 像质检测用光学窗口的温度适应性设计与实验被引量：3
- 2022年
- 为了在温度变化条件下对光电成像系统进行像质检测与评价,设计一种具有温度自适应功能的光学窗口。分析了温度变化对光学玻璃面形的影响,进行光学窗口的温度适应性光机结构设计,通过有限元分析与实测实验相结合的方法分析了温度变化对光学窗口面形的影响,验证了温度适应性设计的有效性。实验结果表明:常温20℃条件下,光学窗口波像差的PV值和RMS值分别为82.90 nm和6.96 nm;高温50℃条件下,波像差的PV值和RMS值分别为136.68 nm和14.55 nm;低温−40℃条件下,波像差的PV值和RMS值分别为183.51 nm和28.48 nm;高、低温环境下光学窗口的波像差与常温环境下结果对比的数值变化趋势与有限元分析结果具有较好的吻合性;在3种温度条件下光学窗口波像差的PV值均小于或接近(1/4)λ,且由于温度变化引起的光学窗口面形变化很小,设计的光学窗口具有较好的温度适应性。
- 张磊张松王海伟沙巍宋子男
- 关键词：光学窗口波像差
