基于热变形补偿的双材料低温镜头支撑结构研究

文章以红外遥感器高灵敏度探测要求为背景,针对140K的在轨工作环境,给出了一种基于热变形补偿的双材料低温镜头支撑结构的设计方案.依据温度变化得到透镜热变形,以满足热变形补偿为目标对支撑结构设计方案进行理论校核,并建立低温镜头有限元模型进行各项仿真,校核结果表明支撑结构与透镜的热变形差距在0.005mm内,基本实现了高精度热胀系数匹配.以低温热胀系数、透镜面形为测量指标,对实体结构进行真空140K低温热试验.测试结果表明该镜头热胀系数匹配精度优于0.22×10-6/K,透镜低温面形变形量均方根误差小于0.051λ(λ=632.8nm,为波长),基本达到透镜低温面形要求.该方案可为后续红外遥感器低温镜头热匹配技术研究提供一定借鉴和参考.