可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构及光学系统技术方案

本发明专利技术涉及可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构及光学系统，包括次镜座和至少两根支撑杆，所述支撑杆的一端与次镜座连接，支撑杆围绕次镜座的圆周方向间隔设置；所述支撑杆表面有轴向导流面。本发明专利技术的次镜支撑结构除了能够对次镜起到支撑作用外，还可以在光学系统进行主动供气的过程中，避免镜筒内部气流与次镜支撑相互作用而在次镜周围形成湍流，继而防止传输光线产生波像差。

【技术实现步骤摘要】
可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构及光学系统
本专利技术涉及光学系统
，尤其涉及可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构及光学系统。
技术介绍
传统的光学窗口因材料难以获得，加工制造困难，不能实现较大口径制作。因此，对于大口径光学系统来说，其内部是同环境气体连通的。为了避免环境中的尘埃、水汽等杂质进入光学系统，往往要对其进行流场控制。一般来说，大口径光学系统的次镜是通过支撑结构将其固定在镜筒上。当流场控制的气流同次镜支撑相互作用，会在次镜周围形成湍流，而湍流场的密度变化，会导致流场中传输的光线产生波像差。申请号为201911278769.9的中国专利文献公开了一种次镜支撑结构，该专利技术的次镜支撑结构，可以保持高面形精度，提供高结构刚度，便于无热化设计，同时能够满足恶劣机载环境的需求。申请号为201420560455.4的中国专利文献公开了次镜支撑结构。该技术可解决空间相机主次镜间位置自动消热、抑制光学系统杂散光以及调节主次镜光学同轴等问题。申请号为201521052150的中国专利文献公开了一种次镜支撑结构。该次镜支撑结构包括次镜座、次镜连接杆、次镜连接环、次镜连接杆形状由三角形部分和I形部分组成，可以满足质量轻，比刚度高，遮拦比小及自重变形低的要求。然而，以上文献均只是从机械性能（刚度、质量）和光学设计（无热化、遮拦比）方面对次镜结构进行设计。无法解决到实际工程中，流场控制气流同次镜支撑相互作用对光束影响的技术问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构及光学系统。本专利技术通过下述技术方案实现：可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构，包括次镜座和至少两根支撑杆，所述支撑杆的一端与次镜座连接，支撑杆围绕次镜座的圆周方向间隔设置；所述支撑杆表面有轴向导流面。优选地，支撑杆围绕次镜座的圆周方向等间隔设置。进一步优选地，所述支撑杆有3或4根。优选地，所述支撑杆的横截面为腰形或流线型。进一步优选地，所述支撑杆径向设置。优选地，所述次镜座与支撑杆一体制造。一种可减少湍流现象的光学系统，包括主镜、镜筒、次镜以及所述的次镜支撑结构，所述主镜安装在镜筒一端，所述次镜支撑结构同轴安装在镜筒的另一端，次镜安装在次镜座上。进一步的，所述镜筒靠近主镜一端的侧壁设有若干进气孔。进一步的，所述进气孔沿圆周方向设有多排，每排沿轴向一字排布。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的次镜支撑结构除了能够对次镜起到支撑作用外，还可以在光学系统进行主动供气的过程中，避免镜筒内部气流与次镜支撑相互作用而在次镜周围形成湍流，继而防止传输光线产生波像差。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。图1是次镜支撑结构的结构示意图；图2是图1中A-A处的截面图；图3是流线型支撑杆的截面图；图4是次镜方向下光学系统的三维图；图5是主镜方向下光学系统的三维图；图6是实施例一中支撑杆的截面图；图7是采用普通次镜支撑结构时镜筒内的湍流分布图；图8是采用本专利技术次镜支撑结构时镜筒内的湍流分布图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。如图1、2、3所示，本专利技术公开的可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构4，包括次镜座41和至少两根支撑杆42，支撑杆42的一端与次镜座41连接，支撑杆42的另一端径向延伸。支撑杆42围绕次镜座41的圆周方向间隔设置。本实施方式中，次镜座41与支撑杆42一体制造。支撑杆42表面有轴向导流面421。轴向导流面421可引导气流轴向流动，避免气流在次镜周围淤积产生湍流。支撑杆42的横截面形状根据需要合理设置。本实施方式中，支撑杆42的横截面为腰形或流线型。支撑杆42的尺寸与次镜3和镜筒2的尺寸有关；支撑杆42的数量与次镜3和次镜座41形成的组件重量有关。作为优选，支撑杆42至少有3根。如图4、5所示，本专利技术公开的可减少湍流现象的光学系统，包括主镜1、镜筒2、次镜3以及次镜支撑结构4，主镜1安装在镜筒2一端，次镜支撑结构4同轴安装在镜筒2的另一端，支撑杆42远离次镜座41的一端与镜筒2连接，次镜3安装在次镜座41上。镜筒2靠近主镜1一端的侧壁设有若干进气孔21。进气孔21沿圆周方向设有多排，每排沿轴向一字排布。基于上述可减少湍流现象的光学系统，本专利技术公开一实施例。实施例一本实施例中主镜1直径为1m，次镜3直径为0.2m。镜筒2内的气体为空气，压力P为1atm；进气孔21直径为0.01m，轴向分布范围10m，沿圆周分布10排，同一排的孔距为0.02m。支撑杆42沿圆周方向均匀设置4个。如图6所示，支撑杆42的横截面为腰形，长度L为0.04mm，厚度H为0.02mm，轴向导流面421的半径R为0.009mm。流场控制气体从此镜筒2安装次镜3的一端进入镜筒2内部，流场控制气体为洁净的空气。如图7所示，采用普通次镜支撑结构时，进气气流与次镜支撑相互作用，在次镜周围形成两个对称的涡流，其轴向长度大于径向长度。如图4、5、8所示，采用本专利技术的次镜支撑结构时，气流经过次镜支撑时，次镜支撑的轴向导流面421有导流作用，可防止气流在次镜3周围淤积产生湍流，使得进气气流与次镜支撑的作用不明显，两个涡流集中在主镜1周围，可以通过进气孔21的参数的优化设计来消除主镜1周围的涡流。以上的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构，其特征在于：包括次镜座和至少两根支撑杆，所述支撑杆的一端与次镜座连接，支撑杆围绕次镜座的圆周方向间隔设置；所述支撑杆表面有轴向导流面。/n

【技术特征摘要】
1.可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构，其特征在于：包括次镜座和至少两根支撑杆，所述支撑杆的一端与次镜座连接，支撑杆围绕次镜座的圆周方向间隔设置；所述支撑杆表面有轴向导流面。


2.根据权利要求1所述的可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构，其特征在于：支撑杆围绕次镜座的圆周方向等间隔设置。


3.根据权利要求2所述的可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构，其特征在于：所述支撑杆有3或4根。


4.根据权利要求1所述的可减少光学系统内湍流现象的次镜支撑结构，其特征在于：所述支撑杆的横截面为腰形或流线型。


5.根据权利要求1、2、3或4所述的可减少光学系统内湍流现象的次镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨博，宋伟红，
申请(专利权)人：四川中科朗星光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51