1. De liefde en haat van off-axis driespiegelsystemen: topprestaties versus assemblage-afgrond De voordelen van off-axis driespiegelsystemen liggen voor de hand: ze elimineren centrale occlusie, verbeteren de modulatieoverdrachtsfunctie (MTF) van het systeem aanzienlijk en hebben uitstekende aberratiecorrectiemogelijkheden. Voor montage-ingenieurs is het echter een uiterst moeilijke ‘tegenstander’ om te temmen:
◆ Een nachtmerrie van vrijheidsgraden: een typisch off-axis systeem met drie spiegels (primaire spiegel, secundaire spiegel en tertiaire spiegel) heeft maximaal 18 ruimtelijke vrijheidsgraden. Zelfs een kleine excentriciteit, kanteling of axiale afstand van elk element kan complexe, over elkaar heen liggende aberraties veroorzaken.
◆ Complexe referentieoverdracht: Traditionele assemblage is sterk afhankelijk van de overdracht van mechanische referenties op meerdere niveaus. Van de primaire spiegel naar de secundaire spiegel, en vervolgens van de secundaire spiegel naar de tertiaire spiegel, elke stap van de overgang introduceert opeenhopingen van fouten bij bewerking en herhaalde positionering, waardoor het assemblageproces aanvoelt als een 'blinde zoektocht'.
◆ Extreme afhankelijkheid van ervaring en tijd: In het verleden vereiste de convergentie van een krachtige payload vaak dat senior engineers weken of zelfs maanden herhaaldelijk moesten studeren en debuggen. In de huidige commerciële ruimtevaartindustrie, die ‘snelle levering en massaproductie’ vereist, is dit model niet langer houdbaar.
Off-axis paddiagram met drie reflectoren
2. Zhixing-oplossing: het bereiken van "dimensionale reductie" bij montage en aanpassing door het delen van een gemeenschappelijke referentie-CGH voor de primaire en secundaire spiegels. Om de afhankelijkheid van complexe referentieoverdracht bij traditionele montage en afstelling te elimineren, stelt Zhixing Optics een modernere technische aanpak voor: het digitaal vergrendelen van de relatieve houdingen van de primaire en secundaire spiegels in de productiefase met behulp van een CGH (Computational Hologram). We ontwerpen rechtstreeks de compensatiefasen van de primaire spiegel (PM) en de secundaire spiegels (TM) op hetzelfde CGH-substraat, waardoor geïntegreerde referenties voor beide spiegels worden bereikt door middel van fotolithografie van halfgeleiderkwaliteit.
◆ Logische transformatie van 18 dimensies naar 6 dimensies: Oorspronkelijk hadden de primaire, secundaire en TM-spiegels elk 6 vrijheidsgraden, in totaal 18. Na het vergrendelen van de relatieve geometrische relatie tussen de primaire en TM-spiegels met behulp van een uiterst nauwkeurige CGH, worden deze 12 vrijheidsgraden op de optische referentie "op nul gezet". Voor de totale montage wordt de oorspronkelijk complexe systeembrede zoektocht vereenvoudigd door alleen de positie van de secundaire spiegel en de algehele systeemuitlijning van 6 vrijheidsgraden aan te passen.
Off-axis CGH optisch paddiagram met drie spiegels
◆ Halfgeleiderproces zorgt voor absolute precisie: met behulp van geavanceerde fotolithografische apparatuur kan de etsprecisie van het CGH-oppervlaktepatroon het submicronniveau bereiken. Dit betekent dat de relatieve positionele nauwkeurigheid tussen de drie hoofdspiegels wordt bepaald tijdens de CGH-verwerkingsfase, en dat de stabiliteit en precisie die van mechanisch gereedschap en handmatige metingen ver overtreffen.
Schematisch diagram van de algehele lay-out van de CGH met drie omgekeerde montage buiten de as
◆ Dimensionale reductie van "Complexe montage en aanpassing" naar "Oppervlakvormdetectie": In deze modus wordt het montage- en aanpassingswerk vereenvoudigd tot: zolang de oppervlaktevormranden van de primaire spiegel en de drie spiegels tegelijkertijd worden aangepast, bereiken hun relatieve ruimtelijke houdingen automatisch de theoretische ontwerpwaarde. Het complexe montage- en afstelproces wordt direct "gereduceerd" tot de moeilijkheid van de detectie van de oppervlaktevorm van twee spiegels.
De instellings- en afstelresultaten van de drie hoofdlenzen (links: hoofdlens, rechts: drie lenzen).
3. Waarom heeft commerciële ruimtevlucht deze ‘zekerheid’ nodig? In de hedendaagse industrie, waar ‘massaproductie’ en ‘snel tempo’ sleutelwoorden zijn, is efficiëntie het belangrijkste concurrentievoordeel:
◆ Het elimineren van de afhankelijkheid van persoonlijke ervaring: Digitale benchmarks standaardiseren het montage- en aanpassingsproces. Zolang een gewone ingenieur interferentieranden kan lezen en CGH kan gebruiken, kan hij op efficiënte wijze uitlijningen met hoge moeilijkheidsgraad voltooien waarvoor voorheen topexperts nodig waren.
◆ Snel verkorte projectcycli: het verminderen van interferentie met 12 vrijheidsgraden betekent het elimineren van de meeste foutkoppelingen. Het assemblage- en aanpassingsproces verandert van ‘ongeordend zoeken’ naar ‘directionele convergentie’, waardoor de totale assemblagecyclus wordt verkort van weken naar dagen.
◆ Aanpassing aan de consistentie van batchproductie: elke satellietpayload gebruikt dezelfde set digitale coördinaten "mastersjablonen", waardoor een hoge mate van consistentie in de payloadprestaties wordt gegarandeerd. Dit is de solide technologische basis voor grootschalige constellatienetwerken in de commerciële ruimtevaart. Conclusie: In de competitieve arena van de commerciële ruimtevaart hebben we niet langer het nauwgezette vakmanschap van 'kunstwerken' nodig, maar de precisie en efficiëntie van 'industriële producten'. Zhixing Optics verlaagt, via de gemeenschappelijke benchmark-CGH-technologie, de barrière voor nauwkeurige optische assemblage en aanpassing, waardoor de levering van uw projecten wordt versneld met digitale benchmarks. Zhixing Optics helpt complexe optische systemen een efficiënte gesloten-luswerking te bereiken.
