光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)OOMECHANICAL DESIGN主講：朱健強(qiáng)中

光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)

OPTOMECHANICALDESIGN

主講：朱健強(qiáng)

中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所

二零零四年五月1目錄Optomechanics的研究?jī)r(jià)值及地位光機(jī)設(shè)計(jì)的基本原理光學(xué)元件的安裝設(shè)計(jì)及工藝光機(jī)設(shè)計(jì)中的調(diào)整機(jī)構(gòu)系統(tǒng)分析熱分析先進(jìn)設(shè)計(jì)方法附錄Optomechanics的現(xiàn)實(shí)地位在國(guó)際上已有Opto-mechanics、Opto-electronics等專有名詞；每年國(guó)際上都會(huì)有冠以“Opto-mechanics”字樣的國(guó)際會(huì)議；國(guó)際上成立有專門的學(xué)術(shù)組織，定期研討；美國(guó)主要從事光學(xué)工程研究的大學(xué)都開(kāi)設(shè)Opto-mechanics課程；各類人才招聘信息也常會(huì)出現(xiàn)需要Opto-mechanicsengineer；Optomechanics與OpticalEngineering

之間的關(guān)系

光機(jī)設(shè)計(jì)的基本原理光學(xué)設(shè)計(jì)工程師：通過(guò)各類光學(xué)元件的設(shè)計(jì)，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)要求。光機(jī)工程師：通過(guò)保證各類光學(xué)元件的空間位置，實(shí)現(xiàn)儀器性能要求。光機(jī)設(shè)計(jì)基本原理(續(xù))光學(xué)機(jī)械總體設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)：工作環(huán)鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)熱環(huán)境設(shè)計(jì)振動(dòng)分析集成設(shè)計(jì)工作環(huán)境(參照美軍標(biāo)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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)：儀器的動(dòng)態(tài)性表征：

fn

有多種變形，可在手冊(cè)中根據(jù)要求查尋，g為重力加速度，δ構(gòu)架自重變形量。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(續(xù))

在構(gòu)件設(shè)計(jì)中，為提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高設(shè)計(jì)的振動(dòng)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。圖運(yùn)動(dòng)僑學(xué)設(shè)梯計(jì)運(yùn)動(dòng)賺學(xué)的腔設(shè)計(jì)翅就是暢解決耽光學(xué)盈機(jī)械耗設(shè)計(jì)簡(jiǎn)的運(yùn)趴動(dòng)件維的約席束。農(nóng)只有姿在無(wú)艇過(guò)約凱束或基微過(guò)管約束乒的情技況下惑，才幸能保守證最徹佳的丑定位類精度錯(cuò)及運(yùn)東動(dòng)精忍度?？篃嵝g(shù)設(shè)計(jì)由于趙溫度剝的變?yōu)郴掌鸾Y(jié)獻(xiàn)構(gòu)的厭變化埋，從據(jù)而引尖起光務(wù)學(xué)系悟統(tǒng)的白變化溫度儀的變參化引清起光季學(xué)件至的面準(zhǔn)形變釋化溫度腎的變驢化引弓起光攔軸的鞭失調(diào)解決腥方案變：光學(xué)珍系統(tǒng)異的誤備差分巴析溫控強(qiáng)設(shè)計(jì)材料潔選用自動(dòng)信調(diào)整被動(dòng)桑補(bǔ)償抗熱汁設(shè)計(jì)(熱變色形)抗熱代設(shè)計(jì)(熱變抄形)熱補(bǔ)取償振動(dòng)酬控制客觀亞上振堅(jiān)動(dòng)無(wú)犯處不繭在的笨，振坑動(dòng)對(duì)負(fù)精密陪光學(xué)惜儀器禍的使扇用非禁常有閣害的帶。在券許多趙大科疏學(xué)工戚程中欄，振給動(dòng)控班制是些作為螞專門深研究斤的專穿項(xiàng)。振動(dòng)炕有二怎種：傭周期討和隨搜機(jī)（PS亮D表征嬸）。對(duì)一敲個(gè)儀宏器來(lái)椅說(shuō)，捐還有獅在一威定頻憲率響掠應(yīng)：振動(dòng)光學(xué)忘集成壺設(shè)計(jì)隨著忽各類背大型笑分析憐軟件夠的誕菌生，斗各類毯設(shè)計(jì)晚手段硬也隨霉之提倆高，化具體誦表現(xiàn)吐為：吊可視績(jī)化、靈參數(shù)區(qū)化。具體旁措施避：各廈類軟珠件之聲間實(shí)免現(xiàn)數(shù)晃據(jù)交快換，疏最終掘達(dá)到勒綜合話集成部的設(shè)弟計(jì)要草求。傳統(tǒng)叉光機(jī)鍬設(shè)計(jì)光學(xué)獻(xiàn)設(shè)計(jì)挑提出鉗變形蟻控制臣要求燥給結(jié)訊構(gòu)設(shè)櫻計(jì)，色結(jié)構(gòu)辛設(shè)計(jì)屑又提槳出溫親度范善圍和寨溫度押梯度患限制粉給熱父設(shè)計(jì)離，結(jié)乏構(gòu)設(shè)惠計(jì)和楊熱設(shè)損計(jì)都滑盲目宣的遵錢從光牙學(xué)設(shè)螞計(jì)的籌要求絨，以殘滿足爹系統(tǒng)警的光彈學(xué)性柴能要妨求，巷這種微設(shè)計(jì)辣方法撐不可盟避免傷地導(dǎo)糞致設(shè)圈計(jì)要言求過(guò)號(hào)高和多性能技的浪務(wù)費(fèi)，榴采用紀(jì)這種醫(yī)設(shè)計(jì)斷方法船不可占能完擾成高日精度競(jìng)、高逗性能念光機(jī)旦系統(tǒng)冒的設(shè)憂計(jì)。運(yùn)用瞞各學(xué)初科的紐奉分析群軟件頭解決滑相應(yīng)敏問(wèn)題楊，并挽