南京天光所在望远镜主镜划分及子镜外形加工研
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【摘 要】：??光学望远镜的非球面主镜采用多片副镜拼接设计，可突破孔径限制，由小到大——使地面望远镜向30米口径移动，或从大-倍缩小将副镜插入火箭整流罩并将其发射到太空。根据高斯定
??光学望远镜的非球面主镜采用多片副镜拼接设计，可突破孔径限制，由小到大——使地面望远镜向30米口径移动，或从大-倍缩小将副镜插入火箭整流罩并将其发射到太空。根据高斯定理，非球面不能分成形状相同、面积相等的六边形。副镜之间的形状和质量差异对支撑结构和镜面精度影响较大。因此，曲面主镜的划分不仅涉及拼接镜的基本理论，而且是此类望远镜建造中的一个工程难点。
??近日，中国科学院国家天文台南京天文光学研究所副研究员郑毅团队提出了一种利用逆映射投影划分主镜的方法。 大型光学望远镜的主镜分割：一种逆映射投影方法主题发表于Applied Optics。该研究分析了现有和未建的光学望远镜和典型射电望远镜的主镜曲率，提出了平面、锥体、圆柱体和戈德堡多面体的8个划分规范及其对应的曲面范围。研究表明，光学望远镜主镜曲率小于p/6，适用于平面到曲面的投影分割。
??这项研究的灵感来自地图投影。它将地球上的图形绘制到平面地图上，这是人类科技发展史上的一个古老问题。研究人员在此基础上开发了反投影算法，并取得了如下进展：“共形反投影”，即除法得到的六边形偏离正六边形最小程度； “等面积反投影”，得到的子镜质量相等； “等径长背投”副镜外接圆最小，节省最昂贵的镜面材料。研究提出“子镜形状不规则性”和“子镜面积差异”是划分的关键制约因素，进而提出综合投影算法，通过调整权重因子得到均衡的划分结果。各种指标。以三十米望远镜为对象的评估验证了该方法的有效性（图2）。
??课题组积极参与“三十米望远镜”项目，承担分割后形状不规则、界面复杂的副镜的形状加工，并在机床上进行大型数控五轴加工实验，并30米望远镜63号副镜加工完成，测试结果通过30米望远镜光学组验收。
??研究工作由国家自然科学基金和科技部国家国际科技合作专项资助。
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??三十米望远镜的出现报告 处理进度?
图 1. 六边形叠层模式及其对应的表面范围。 (A) 平面铺层，(b)-(f) 锥面铺层，(h) 适用表面积，(i) Goldberg 图形
图2 形状不规则度、面积差、外接圆直径的正角投影、等面积投影、等径投影对比
图3.三十米望远镜TMT 63号子-镜面形状加工与检测
【来源：中科院科技产业网】
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文章来源：《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0716/1527.html