我國在離軸三反光學(xué)系統(tǒng)先進(jìn)制造技術(shù)上實現(xiàn)重大突破，為我國空間光學(xué)遙感器的跨越式發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)。日前，這一由中科院長春光機(jī)所完成的重大科技成果通過鑒定。
自上世紀(jì)90年代以來，空間光學(xué)遙感器在國防、國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的需求快速增長。如何解決高分辨率與大視場的矛盾，一直是高分辨率空間光學(xué)遙感器研究的瓶頸。離軸三反光學(xué)系統(tǒng)可以同時實現(xiàn)長焦距與大視場，且沒有中心遮攔，調(diào)制傳遞函數(shù)高，被公認(rèn)為新一代空間光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向。然而，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和非對稱性，制造難度極大，需要開發(fā)多項先進(jìn)的加工、檢測、裝調(diào)技術(shù)予以支持。歐美制造商將離軸三反光學(xué)系統(tǒng)制造技術(shù)列為核心關(guān)鍵技術(shù)，于90年代末取得了突破性進(jìn)展，研制出在軌性能優(yōu)良的光學(xué)遙感衛(wèi)星。鑒于該技術(shù)在國防、國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有重要的意義，歐美國家采取了嚴(yán)格的保密措施。
長春光機(jī)所從“十五”開始就展開了離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。經(jīng)過10年的艱苦拼博，張學(xué)軍領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊在“離軸三反光學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)”研究上實現(xiàn)了以計算機(jī)控制光學(xué)表面成形技術(shù)為核心，涵蓋以大口徑離軸非球面自動加工設(shè)備、大口徑高精度離軸非球面加工工藝技術(shù)、離軸高精度非球面檢測技術(shù)、離軸三反高精度系統(tǒng)裝調(diào)技術(shù)為核心的重大突破。
在國內(nèi)率先研制成功了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的離軸非球面數(shù)控加工中心。該設(shè)備采用集成化設(shè)計方案，將研磨、拋光和在線輪廓測量單元合為一體，可實現(xiàn)離軸非球面自動加工，綜合技術(shù)指標(biāo)處于國際先進(jìn)水平。
實現(xiàn)了大口徑高精度離軸非球面光學(xué)表面的確定性加工和面形誤差的高效率收斂，提出了高效的反卷積模型及加工軌跡自適應(yīng)優(yōu)化算法，系統(tǒng)地建立了大口徑碳化硅離軸非球面數(shù)控加工方法、模型和軟件。
首次提出并建立了計算機(jī)全息檢測(CGH)離軸非球面的理論模型及其設(shè)計與制作方法，檢測精度處于國際領(lǐng)先水平；此外，還建立了非球面子孔徑拼接的理論模型，取得了良好的工程應(yīng)用效果。應(yīng)用三種獨立測量手段對離軸非球面進(jìn)行互檢，保證了測量精度，提高了可靠性。
在國際上首次提出了離軸三反光學(xué)系統(tǒng)共基準(zhǔn)裝調(diào)技術(shù)，實現(xiàn)主鏡、三鏡的共基準(zhǔn)定位，將系統(tǒng)的裝調(diào)自由度由18個降為6個，裝調(diào)效率和精度大幅度提高。其中基于計算全息技術(shù)的第二代共基準(zhǔn)裝調(diào)技術(shù)，大幅度拓展了CGH的應(yīng)用領(lǐng)域，屬國際領(lǐng)先水平。
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