小型低溫真空光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

小型低溫真空光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

摘要：低溫光學(xué)就是要解決光學(xué)系統(tǒng)在低溫情況下的一系列問(wèn)題，如材料特性、光學(xué)元件單元及系統(tǒng)整體性能變化、光學(xué)元件變形、低溫污染等等。為適應(yīng)航天某光學(xué)系統(tǒng)研究的需要，研制了一套低溫真空實(shí)驗(yàn)裝置。該低溫真空光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置包括低溫真空腔體、真空抽氣系統(tǒng)、ZYGO干涉儀和防振平臺(tái)以及監(jiān)控測(cè)溫系統(tǒng)。其中的低溫真空腔體是針對(duì)小型光學(xué)元件實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，它主要用于測(cè)量光學(xué)元件的溫度場(chǎng)和低溫變形，并且把電機(jī)產(chǎn)生的局部熱量盡可能的導(dǎo)出系統(tǒng)外部。本文還對(duì)真空低溫腔的關(guān)鍵部件光學(xué)窗口和梯形支撐的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵字：低溫真空低溫光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置有限元ZYGO干涉儀梯形支撐1引言隨著空間技術(shù)和軍事技術(shù)的發(fā)展需要，探測(cè)儀器的分辨率要求越來(lái)越高。在深冷的條件下，當(dāng)需要探測(cè)的目標(biāo)信號(hào)十分虛弱時(shí)，探測(cè)儀器的背景輻射主要來(lái)自儀器本身的光學(xué)系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)，探測(cè)儀器靈敏度嚴(yán)重受到系統(tǒng)本身輻射的影響，為減少這一熱噪聲，冷卻光學(xué)系統(tǒng)是必需采用的方法。只有把光學(xué)系統(tǒng)冷卻及其相關(guān)部件冷卻到一定程度，才能有效地減少背景光子的通量，發(fā)揮背景極限探測(cè)器的作用，大大提高探測(cè)器靈敏度。在低溫狀態(tài)下工作的光學(xué)系統(tǒng)需要解決一系列問(wèn)題，這些問(wèn)題涉及材料特性、光學(xué)元件單元及系統(tǒng)整體性能變化、光學(xué)元件變形、低溫污染等等，這就形成了一門新興學(xué)科——低溫光學(xué)。自上世紀(jì)七十年代開(kāi)始，美國(guó)首先對(duì)低溫光學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究，最初主要用于各種觀察、測(cè)量系統(tǒng)，例如低溫紅外望遠(yuǎn)鏡、空載干涉儀器等。從機(jī)載、球載到星載，大多數(shù)系統(tǒng)都成功有效地完成了對(duì)外空的各種探測(cè)任務(wù)。歐洲一些國(guó)家也對(duì)低溫光學(xué)系統(tǒng)的觀察儀器進(jìn)行了研究。國(guó)內(nèi)起步于上世紀(jì)八十年代末，由于國(guó)內(nèi)航天及其國(guó)防事業(yè)的發(fā)展要求有高靈敏度的探測(cè)器，而這些儀器將不可避免地用到低溫光學(xué)系統(tǒng)。我國(guó)的未來(lái)光學(xué)遙感系統(tǒng)采用了十幾個(gè)光學(xué)元件，這些系統(tǒng)要求冷卻到150K，并且對(duì)光學(xué)元件的控溫范圍要求非常嚴(yán)格，因此就需要研制一套低溫真空實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)相關(guān)的光學(xué)元件進(jìn)行低溫實(shí)驗(yàn)。2系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的建立該光學(xué)系統(tǒng)的最主要部件之一是動(dòng)鏡裝置部分。基于反射鏡的溫度要冷卻到150K并對(duì)反射鏡的變形進(jìn)行研究的目的，就需要建立一套高真空和低溫應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)還要滿足進(jìn)行其它光學(xué)元件的低溫實(shí)驗(yàn)需要。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置由真空機(jī)組、低溫真空腔體、防振系統(tǒng)、測(cè)量裝置等主要部分組成。瀉2皂.鴿1周盲低皺溫瀉真艦空守腔眨體才設(shè)水計(jì)之低垮溫斥真游空略光瘦學(xué)疊實(shí)朵驗(yàn)獲裝禮置橡系攔統(tǒng)饒示前意秤圖溫如狗圖糞1抹所仇示妻，范1炊-伐機(jī)渡械磨泵查餡2疼-膀預(yù)沈閥襪榜3豆-纏分縮子蓬泵瞧喉4籠幟-烘高漂閥嗓殖5千鄙-牽銅柜帶顧刑6雄昌-政低駐溫蠟真念空醋腔釋獅7煙免-懲直庭線瞧電粒機(jī)茄腫8鐮-撞電姓源獨(dú)俯9陶咳-朝被利測(cè)廈量奶光悄學(xué)缸系訓(xùn)統(tǒng)土柱1挪0飯-河吹Z射Y滾G觸O沒(méi)干順涉居儀周隔1姓1訪被-溜光袍學(xué)帖窗捐口杰方1匪2打-綢萄監(jiān)計(jì)控魯計(jì)凍算旱機(jī)拐腐1升3絲-吵溫銅控海電剖路三慚1蠶4沙-嘩歸鉑培電珍阻色游1甲5未-尚磨電屆熱同器扣啄1傷6膜-氏嗚液供氮背箱齊喜1挽7訊饞-無(wú)活皂性島炭湊我1拳8棕-售氮欄氣績(jī)1夠9蹲稅液翠氮姐災(zāi)2標(biāo)0夕塑低幣閥酬。貞低貿(mào)溫瞧真膚空慈腔拳體染是沃實(shí)淘驗(yàn)時(shí)系鍋統(tǒng)堵的串核式心身部侄分姿，販其跨示牽意么圖住見(jiàn)投如吃圖環(huán)2趟，塑1嫌—禍抽鍛氣廣管受殖2滅-貞液總氮烤桶崗候3帝-吧上毫腔得體糖跳4紗-隱銅割帶枝倉(cāng)5舍-云引這線焰出寨口閑仆6槳-病支度撐會(huì)平惑臺(tái)鄉(xiāng)7背-殼下推腔糟體千囑8曬-錄電溜機(jī)周支偉撐詞9醋-祖梯傭形植支醋撐面1末0營(yíng)-斯光飽學(xué)束窗扒口敬田1包1芝-古O丟形個(gè)圈繡退1掠2妥-呈動(dòng)悔鏡傭支志撐塞框尤架臘攪1伸3頃-造O無(wú)形受圈企1睜4輝-首活強(qiáng)性柜炭懸章1耐5雨-嗚出桿氣想管翁1曠6通-燒進(jìn)待液纏管默。膊腔線體骨總混高覆4墻6匹1咽m過(guò)m盛，瀉外匹殼玩直僵徑逮2青8羨4悔m閉m查。宴內(nèi)收有屑圓嚇柱口形抄液答氮巴容陳器譽(yù)，稻可彈以資儲(chǔ)松存妻液舞體叉約臭4污升犬。掌其知中辣的列光鋼學(xué)兵元擠件繡支探撐既框蓮架缺是伶專屋門驢為言動(dòng)昆鏡敘設(shè)知計(jì)劉的漫，臘其絮高末度慌1慈7溝7頸m資m括。概整注個(gè)妥腔括體山可嘴以啞測(cè)區(qū)試浙直偵徑變小宿于錦2肉5遵0景m浮m膜,匆高穗度乖小辭于屯2南0嘗0喂m事m沿的似各軌類狼反寒射練鏡振和輛光誘學(xué)淚元蔑件蟻。鮮液將氮轎桶溜下薪面玩用地銅丸帶瀉接釀光大學(xué)標(biāo)元埋件導(dǎo)裝號(hào)置船，釋當(dāng)播液弓氮童桶揉灌馬注律液撐氮?dú)w后畢，犁冷軍量頑通泡過(guò)懇銅堆帶戲傳迫導(dǎo)關(guān)給質(zhì)光亭學(xué)帆元示件燙裝徹置塞。推下予腔惡體紹的末石券英錦玻銅璃巧光釘學(xué)龜窗配口哪直邊徑痰為出6勻4內(nèi)m薯m兔.榴光瓜學(xué)辨元校件愈支座撐桌結(jié)艘構(gòu)春由像支戲撐沙平襯臺(tái)體和而固凈定丑夾過(guò)板壯組培成惡?？扔霉砉陶愣ㄠ?qiáng)A白板義是棒為賣了醉防毛止徹光凳學(xué)堆元仿件集框柿架離移耕動(dòng)堅(jiān)，生并砍保異證撈光福線舉垂描直保射糧到兩動(dòng)末鏡仗表局面暮上龍。旦由嘉于項(xiàng)動(dòng)卻鏡榮需遣要教電始機(jī)狼驅(qū)柄動(dòng)讓，裝而冬電屠機(jī)車的槳發(fā)執(zhí)熱均量界為晌3潤(rùn)-統(tǒng)5怖W仙，復(fù)而扁這腿部殘分煮熱桃量復(fù)輻例射插對(duì)植動(dòng)愿鏡嫂叢有綿很森大悠影職響扛，嬸因糕此爆就貝用劫導(dǎo)魚(yú)熱巖率乞較燭高橋的陷紫掠銅搞支霸撐婚把測(cè)一辮部?jī)煞种聼嶂读繅ūM忽可型能蘭的禁傳垃遞吊給飾系競(jìng)統(tǒng)援外賠部則。汽由狠于絞光雜學(xué)徒元咳件棒裝鉤置寒部拖分贊需遮要星冷留卻禮因扒此堅(jiān)就竟需染要樣盡督量贈(zèng)避狼免拆它朱與俱外瘋界山和蜂腔觀體抬傳途遞亮熱嶼量揀，躺因撲此露就肚考差慮禽用輕梯軟形決支梨撐礎(chǔ)，得由金于范梯五形較支薪撐盲壁拍很局薄峰，昨就胸起雜到廉了千很唉好瞎的守隔泉熱萌作養(yǎng)用陽(yáng)。站2玻.過(guò)2請(qǐng)賀真漿空昆抽賺氣探系菌統(tǒng)蟲(chóng)和燙活檔性哥炭股處讓理恒真釘空可抽傳氣蔬系障統(tǒng)董由制機(jī)章械糟泵串和勉分韻子世泵錢組怠成階。約由敢于藏Z樂(lè)Y挖G山O燭干翅涉箭儀搶器貨對(duì)蝴震炎動(dòng)董非縣常突敏炸感杰，炭在飯光鉛學(xué)駝測(cè)拉試胖的訪同貌時(shí)林，黨關(guān)碰掉迫機(jī)等械頓泵倡和伏分除子芝泵聯(lián)。底在跪關(guān)率掉壟機(jī)堪械貪泵材和泛分驕子扇泵勢(shì)的隙期的間猶，錘還羽要莊維暢持彈真稠空繩腔香體拘內(nèi)液的爆真味空壟，帶故案考庭慮古在閃腔儀體酸內(nèi)喘加投活控性荒炭膛以軍維運(yùn)持腸腔接體崗內(nèi)申的轎真護(hù)空斜度伴。體為夾了芳去浮處均活檢性陰炭句中孤的跑水館汽逝和趙其柔它郵氣歌體沫，赴需眠要耀對(duì)蟲(chóng)其咸進(jìn)現(xiàn)行格烘潑烤汁預(yù)查處菌理該。雜活最性嘆炭顆在解加坊工堪的蹈時(shí)盆候洞已庭經(jīng)踐固購(gòu)定因于提上陡組恩件紐中象，欣所弱以帳把周整納個(gè)拳上傳組品件塞放壩在份D慣Z址F耀-研6損2盞1忘0劉真禍空汽干艙燥唇箱悟中道，纏在剖溫張度蜜為墳1喝0損0搬°劇C掘，錦烘液烤帖約稈4包8烘小勝時(shí)狐使挨得向真凱空姑度挎穩(wěn)課定仗在辮0虎.莊1兆P閘a巧，姻然蠢后慣再繼做淘真鑄空辮低初溫掌實(shí)坡驗(yàn)臺(tái)。捕2閣.冊(cè)3嘩招Z聰Y狀G學(xué)O轎激拋光賓平謊面攪干稠涉李儀碰器應(yīng)非滲平娛面藍(lán)的尋光閘學(xué)且元星件簽可澆以董用蠅H唐e咬-鬧N捷e丘儀膜器股進(jìn)業(yè)行許光替學(xué)然測(cè)國(guó)量掙，懶而費(fèi)平爆面疲型的光把學(xué)探元完件餐只雨能頂用治Z共Y梅G蜓O丟干晴涉矩儀艇如糊圖景3桶進(jìn)煮行雷測(cè)捉量捐，委由謙于炒Z閑Y健G節(jié)O四干鞠涉微儀她器杏對(duì)鄰震依動(dòng)尚非淘常偏敏構(gòu)感我，鄰因我此容就層需材要雖防映震脹措數(shù)施挺。練如睡圖慘3嚴(yán)為纏Z宿Y恥G終O丸激紙光慮平礎(chǔ)面祥干雁涉顫儀切及戀其鄰防遣震敏裝沸置嚴(yán)。

手圖搭1怖占低哭溫欲真爆空敵光虎學(xué)梨實(shí)坑驗(yàn)鄙裝腐置陣系曲統(tǒng)乒示遼意納圖

業(yè)圖域2根雁低回溫榴真自空牲腔菊體靜結(jié)知構(gòu)直示墓意裳簡(jiǎn)貓圖行3捎籮關(guān)你鍵首部情件腿的椅分蘇析膝與錘設(shè)罰計(jì)困3混.贊1該蠻光騾學(xué)循窗姑口蹈的工有睡限件分洋析級(jí)干筋涉僑測(cè)共量窯的木光黑線襪要速通厘過(guò)決窗糊口考，牢所俘以團(tuán)就俯要船考候慮螞窗膏口魂的衫厚嫁度料對(duì)既測(cè)女量析誤篇差隱的霸影稻響血，誠(chéng)應(yīng)敵盡鎮(zhèn)可籠能暫使罷光蠢學(xué)析窗漁口蔬厚僅度鋒最毒小悶，炮同侵時(shí)筐還切要趴能腸承杯受呈外傅部斯一儀個(gè)榨大昂氣云壓至的沸作恒用劍。辮在淺外法部舒一土個(gè)墨大海氣婦壓腹，答內(nèi)名部課幾設(shè)乎魔為耕真嫁空化的貴條偵件訴下敘，鞋綜載合禽考駝慮箱窗娘口拾折鑄射腰帶剛來(lái)愿誤傾差兩的鋤影虧響許和捎其凝強(qiáng)江度取的激大墳小群，擊要吩求商石搭英呢玻仿璃蔽窗牢口蘋的偉最清大量變河形桌小飼于澡一蟲(chóng)個(gè)壁波問(wèn)長(zhǎng)遼λ售（連λ遭=鮮0替.舞5本3踢μ堤m眼）蕩。汗通跳過(guò)葬A虹N霸S免Y證S褲軟押件慕建支立孫動(dòng)煮鏡腿的頸有徹限穿元港模偽型免，騎并草施畝加抬邊泊界榆條筐件朝，咐改括變寒動(dòng)伐鏡刊的鋒厚上度娃，縫進(jìn)沈行污變?cè)坪駭囟乳L(zhǎng)有妥限防元駝分央析酒。席從懲有玉限深元舍分稻析襯結(jié)之果論可參以培得塔到州不初同競(jìng)厚鍵度速玻召璃樹(shù)窗序口刷最逆大莫變抬形憂比找較掃。著光欺學(xué)部窗距口尸厚多8氏m必m居時(shí)時(shí)其比最霉大俱變奔形杜0洗.百9辰8恥9放μ吸m手遠(yuǎn)箏超嘉過(guò)辟一某個(gè)但波雪長(zhǎng)渠，助當(dāng)妖其葡厚枝度莫從繩1噸0欲m統(tǒng)m蜘變奮到橋1拾2描m票m儉,馬起纏最舉大掃變猶形禽都漿小去于說(shuō)一睜個(gè)繭波夫長(zhǎng)乖，腸但漫是疤變餓化除值匯并賽不洪大餐?？偞俺羁诓矜i度踏變睡大益，播其填折拜射惰帶冷來(lái)冰的脹誤蔥差林就訴大妻，噸為綱了純保必證料其哭強(qiáng)澆度疫，噴綜覆合澆這診兩傘個(gè)洲因蔥素陣選社擇抽1柱0捕m眾m錫厚征，塘徑等厚處比艙為滔6雅.廊4狠∶后1編的卵玻貴璃縱窗創(chuàng)口腔。寧3能.硬2臘長(zhǎng)梯匙形陸支覺(jué)撐蜓的具設(shè)巡計(jì)窗梯蔬形映支知撐揉是辦連棕接全真僑空以腔難體梳和艱支膚撐諷平擔(dān)臺(tái)定的收關(guān)均鍵機(jī)部鄰件飄，倦如裹圖擾7壟為文其父示右意甲圖劍,書(shū)便圖延中盤孩為瘡熱姥端淘溫蜘度閑，院江為交冷筆端祥溫鐘度爺。厲它田一頁(yè)方減面瓶要潑求赤滿艷足侵盡警量弊減疤少避導(dǎo)去熱售，駱起來(lái)到宏“幟絕榨熱嬌”近的券作陡用鮮，概另覺(jué)一貼方亭面擴(kuò)又舞要百求碎其水強(qiáng)召度賞能競(jìng)滿漁足旺實(shí)蓬驗(yàn)占的況要堡求弊。

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