光學(xué)機械設(shè)計合肥

光學(xué)機械設(shè)計合肥第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日目錄Optomechanics的研究價值及地位光機設(shè)計的基本原理光學(xué)元件的安裝設(shè)計及工藝光機設(shè)計中的調(diào)整機構(gòu)系統(tǒng)分析熱分析先進設(shè)計方法附錄第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日Optomechanics的現(xiàn)實地位在國際上已有Opto-mechanics、Opto-electronics等專有名詞；每年國際上都會有冠以“Opto-mechanics”字樣的國際會議；國際上成立有專門的學(xué)術(shù)組織，定期研討；美國主要從事光學(xué)工程研究的大學(xué)都開設(shè)Opto-mechanics課程；各類人才招聘信息也常會出現(xiàn)需要Opto-mechanicsengineer；第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日Optomechanics與OpticalEngineering

之間的關(guān)系

第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光機設(shè)計的基本原理光學(xué)設(shè)計工程師：通過各類光學(xué)元件的設(shè)計，達到預(yù)定的設(shè)計要求。光機工程師：通過保證各類光學(xué)元件的空間位置，實現(xiàn)儀器性能要求。第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光機設(shè)計基本原理(續(xù))光學(xué)機械總體設(shè)計的基本要點：工作環(huán)鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計機構(gòu)運動學(xué)設(shè)計熱環(huán)境設(shè)計振動分析集成設(shè)計第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日工作環(huán)境(參照美軍標810)環(huán)境NormalServerExtremeExampleofExtremeLowtemperature293K222K2.4KCryogenicsatellitetelescopeHightemperature300K344K423KWhitecellforcombustionstudiesLowpressure88Kpa57Kpa0SatellitetelescopeHighpressure108Kpa1Mpa138MpaSubmersiblewindowHumidity25-75%RH100%RH(Underwater)SubmersiblewindowAcceleration2g12g10×103gGun-launchedprojectileVibration200×106m/secRMS,f≥8Hz0.04g2/Hz20≤f≤100Hz0.13g2/Hz30≤f≤1500HzSatellitelaunchvehicle第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的：支承各類光元件（后有詳述）構(gòu)成儀器整體，功能布局等關(guān)鍵點：儀器的動態(tài)性表征：

fn

有多種變形，可在手冊中根據(jù)要求查尋，

g為重力加速度，δ構(gòu)架自重變形量。第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日結(jié)構(gòu)設(shè)計(續(xù))

在構(gòu)件設(shè)計中，為提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高設(shè)計的振動頻率是一方面，另一方面，增加系統(tǒng)的阻尼也是有效的手段之一。圖第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日運動學(xué)設(shè)計

運動學(xué)的設(shè)計就是解決光學(xué)機械設(shè)計的運動件的約束。只有在無過約束或微過約束的情況下，才能保證最佳的定位精度及運動精度。

第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日抗熱設(shè)計由于溫度的變化引起結(jié)構(gòu)的變化，從而引起光學(xué)系統(tǒng)的變化溫度的變化引起光學(xué)件的面形變化溫度的變化引起光軸的失調(diào)解決方案：光學(xué)系統(tǒng)的誤差分析溫控設(shè)計材料選用自動調(diào)整被動補償?shù)谑豁?，共十九頁，編輯?023年，星期日抗熱設(shè)計(熱變形)第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日抗熱設(shè)計(熱變形)第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日熱補償

第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日振動控制

客觀上振動無處不在的，振動對精密光學(xué)儀器的使用非常有害的。在許多大科學(xué)工程中，振動控制是作為專門研究的專項。振動有二種：周期和隨機（PSD表征）。對一個儀器來說，還有在一定頻率響應(yīng)：第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日振動第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光學(xué)集成設(shè)計

隨著各類大型分析軟件的誕生，各類設(shè)計手段也隨之提高，具體表現(xiàn)為：可視化、參數(shù)化。具體措施：各類軟件之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，最終達到綜合集成的設(shè)計要求。第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日傳統(tǒng)光機設(shè)計

光學(xué)設(shè)計提出變形控制要求給結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計又提出溫度范圍和溫度梯度限制給熱設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計和熱設(shè)計都盲目的遵從光學(xué)設(shè)計的要求，以滿足系統(tǒng)的光學(xué)性能要求，這種設(shè)計方法不可避免地導(dǎo)致設(shè)計要求過高和性能的浪費，采用這種設(shè)計方法不可能完成高精度、高性能光機系統(tǒng)的設(shè)計。運用各學(xué)科的分