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摘要
1.8 m×0.5 m口径的长条形主反射镜是某空间离轴三反光学系统的重要光学元件，其面形精度的好坏是决定光学系统在轨成像质量的关键。为保证主镜组件结构的稳定性、可靠性及反射镜的面形精度，提出一种适用于大尺寸长条形反射镜的双轴柔性支撑结构。首先，基于运动学等效原理提出双轴柔性支撑的初始结构，建立了柔性环节刚度数学模型并研究了其刚度特性。然后，对柔性支撑的安装位置进行了参数化研究并对柔性支撑的关键尺寸进行了优化设计。最后，确定了反射镜组件的最终设计方案。仿真与试验结果表明，反射镜组件一阶固有频率为104 Hz。X/Y两个光轴分别对径向施加1 G重力时面形精度RMS值分别为4.81 nm、6.09 nm，优于λ/50（λ=632.8 nm），均满足设计要求。组件正样动力学环境试验表明，反射镜组件的动力学特性良好，柔性支撑系统稳定可靠，与仿真结果一致。目前反射镜全口径面形精度已加工至λ/30 RMS，并在此精度下进行了自重0°/180°的±1 G面形检测试验，结果显示其稳定性良好。
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单位中国科学院; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 中国科学院大学
