22、大型望远镜蜂窝镜的制造与精度要求

大型望远镜蜂窝镜的制造与精度要求

1. 镜面加工流程

1.1 光学表面加工

光学表面的加工主要包括两个研磨阶段和一个抛光阶段：
- 研磨阶段 ：
- 松散磨料研磨 ：这是两个研磨阶段中的第一个，坚硬的磨料颗粒在镜面和研磨工具的硬表面之间滚动。表面精度约为 1μm rms，可能受未抛光表面测量精度的限制。此过程还能去除之前固定磨料研磨造成的亚表面损伤（微观裂缝）。
- 工具研磨 ：工具是一个圆盘，在镜面上拖动以磨损玻璃。工具在垂直于镜面方向的位置不受抛光机控制，而是以可控的向下压力放置在镜面上。材料去除率通常遵循普雷斯顿关系，即与压力和工具与镜面表面的相对横向速度成正比。表面精度受去除率的可预测性以及工具压力、速度和在镜面上各部分停留时间的控制精度限制。
- 抛光阶段 ：用较软的表面（如沥青或合成抛光垫）代替研磨工具的硬表面。精细的磨料颗粒（通常是几种金属氧化物之一）通过化学过程和机械研磨的组合去除玻璃。表面变得具有镜面反射性，微观粗糙度降低到约 1nm rms，并去除了松散磨料研磨造成的亚表面损伤。去除率较低，每米工具表面经过镜面上一点大约去除 1nm 的深度，表面可以控制在纳米级别。

1.2 背面和边缘加工

铸造后，镜子的平坦背面和边缘也需要进行加工：
- 背面加工 ：背面先被加工成平面，然后进行研磨和抛光以达到镜面光洁度。这为镜子支撑系统提供了精确的界面，并允许对背板和肋条进行目视检查以发现缺陷。研磨和抛光操作去