航空光电平台两轴快速反射镜结构设计

谭淞年; 王福超; 许永森; 王烨菲; 李全超

doi:10.37188/OPE.20213000.0757

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航空光电平台两轴快速反射镜结构设计

微纳技术与精密机械 | 更新时间：2022-06-21

- 航空光电平台两轴快速反射镜结构设计
- Structure design of two-axis fast steering mirror for aviation optoelectronic platform
- 光学精密工程 2022年30卷第11期页码：1344-1352
- 作者机构：
  
  1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
  2.中国科学院大学，北京 100049
  3.中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林长春 130033
- 作者简介：
  
  [ "谭淞年（1989-），男，吉林通化人，硕士，助理研究员，2012年、2014年于哈尔滨工业大学分别获得学士、硕士学位，主要从事增材制造和航空成像与测量等方面的研究。E-mail： tansongnian@126.com" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上基金资助项目(62175234)
- DOI：10.37188/OPE.20213000.0757
  中图分类号： V443.5;TH703
- 收稿日期：2021-12-15，
  
  修回日期：2022-01-27，
  
  纸质出版日期：2022-06-10
- 稿件说明：
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谭淞年,王福超,许永森等.航空光电平台两轴快速反射镜结构设计[J].光学精密工程,2022,30(11):1344-1352.

TAN Songnian,WANG Fuchao,XU Yongsen,et al.Structure design of two-axis fast steering mirror for aviation optoelectronic platform[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(11):1344-1352.
谭淞年,王福超,许永森等.航空光电平台两轴快速反射镜结构设计[J].光学精密工程,2022,30(11):1344-1352. DOI： 10.37188/OPE.20213000.0757.

TAN Songnian,WANG Fuchao,XU Yongsen,et al.Structure design of two-axis fast steering mirror for aviation optoelectronic platform[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(11):1344-1352. DOI： 10.37188/OPE.20213000.0757.

摘要

为了满足航空光电平台对可见/红外双波段两轴快速反射镜面形精度和动态性能的高要求，针对性地设计了轻量化平面反射镜和柔性结构。对快速反射镜结构的设计方法进行了归纳，明确了快速反射镜结构的设计要素，分析了装配误差的影响。设计了背部中心支撑轻量化反射镜，通过定位工装实现了电机高精度装配。基于十字型柔性轴承，实现了双轴柔性结构的设计。最后，对快速反射镜的面形精度和模态进行了仿真和实验测试。实验结果表明，平面反射镜的面形精度（RMS）优于0.017

（

=632.8 nm），快速反射镜闭环带宽优于200 Hz，

向和

向的定位误差皆低于1.2 μrad。在满足高面形精度和高动态性能的基础上，该快速反射镜实现了小型化和模块化，能够在复杂的航空环境下稳定可靠地工作。

Abstract

To meet the demanding requirements of the aeronautical optoelectronic platform for surface accuracy and dynamic performance of the visible/infrared dual-band two-axis fast steering mirror， a lightweight flat mirror assembly and a flexible structure have been specifically designed. First， the design method of the fast steering mirror structure is summarized， their design elements are clarified， and the influence of assembly error is analyzed. A lightweight mirror supporting the center of the back is designed， and the high-precision assembly of the motor is realized through a positioning fixture. Then， based on the cross-shaped flexible bearing， the design of the biaxial flexible structure is realized. Finally， the surface accuracy and mode of the fast steering mirror are simulated and tested. The test results show that the surface shape accuracy （RMS） of the flat mirror is greater than 0.017

（

=632.8 nm）， the closed-loop bandwidth of the fast steering mirror is higher than 200 Hz， and the position errors in both the

- and

-directions are less than 1.2 μrad. As a result of achieving high surface accuracy and dynamic performance， the miniaturization and modularization of a fast steering mirror are realized， allowing them to function stably and reliably in complex aviation environments.

关键词

Keywords

references

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