模态振型拟合薄镜面变形分析

关 键 词:结构设计论文
资料等级:模态振型拟合薄镜面变形分析
发布时间:2014-12-16
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资料简介
                                      模态振型拟合薄镜面变形分析
波面重构技术是主动光学中主动校正力求解的关键技术之一,包括波前拟合和波前重构。薄镜面主动光学常用的波面拟合底基函数分为两种:一种模式侧重光学像质表达,如Zemike多项式;另一种模式侧重机械结构特性,如主镜的自由谐振模式。主动光学试验中,用Zemike多项式拟合薄镜面主镜变形的方法由来已久,前人也做过不少研究:中国科学院长春光学精密机械物理研究所在直径为400 IIlIIl主动光学试验中就使用Zemike多项式拟合波面变形,苏州大学在进行500mlrl主动光学试验时也采用Zemike多项式拟合主镜变形 ;而自由谐振多项式拟合主镜变形则是欧洲南方天文台(ESO)在20世纪90年代提出的新方法 1,他们在对VLT的主镜进行动力学分析时发现,主镜的自由谐振动模式与通常的光学波前的像差模式十分相像,提出用主镜本身的自由谐振动模式拟合波前误差,并用来做主动改正,成功应用于Ⅵ 望远镜。
编辑评价
波前重构是主动光学的关键技术之一,分析了薄镜面的自由谐振模态振型的特点,以其为底基函数,拟合了薄镜面主镜的变形。首先,用有限元方法给出了主镜的前10阶模态振型图,把它们的RMS值归一化为1000nln,对比分析了主镜模态振型和Zernike多项式在圆域内的径向变特点。利用模态振型在环域内的正交性和完备性,采用最小二乘法拟合主镜变形,并与环域内的Zernike多项式拟合结果做了对比。分析结果表明,自由模式可以拟合波前变形,采用相同项数拟合主镜变形时,模态振型拟合主镜变形可以获得更小的残余误差。
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