雙驅動補償壓彎的橢圓鏡有限元分析

馬天宇 盧啟鵬 王大壯 彭忠琦 龔學鵬 宋源

雙驅動補償壓彎的橢圓鏡有限元分析

馬天宇1,2盧啟鵬1王大壯1彭忠琦1龔學鵬1宋源1

1（中國科學院長春光學精密機械與物理研究所應用光學國家重點實驗室 長春 130033）2（中國科學院大學 北京 100049）

為滿足同步輻射光束線對相關光學元件的技術需求，設計了雙驅動四點滾柱壓彎機構。通過有限元仿真分析實現高精度大尺寸光學鏡面的非等力矩橢圓柱面壓彎。以外形尺寸為1 200 mm×70 mm×50 mm的反射鏡為研究對象，基于物距26.5 m、像距13 m及掠入射角2.8 mrad，根據理論橢圓面形方程與梁變形彎矩方程計算出施加在壓彎鏡兩端的不等力矩。利用有限元軟件對雙驅動四點壓彎機構進行仿真分析，在重力補償力矩存在情況下，分別對聚焦鏡進行單點補償、雙點補償、三點補償以及四點補償的有限元分析，得到與理論計算相對應的仿真補償面形結果。模擬施加兩端的不等力矩將面形誤差從單點補償時的0.81 μrad降低到四點補償下的0.075 μrad，對應理論面形誤差0.013 μrad，最大程度可以降低原誤差的95.96%，證實四點式雙驅動機構通過多點補償可以對橢圓壓彎面形誤差產生有效減小的趨勢，且減小趨勢不斷平緩。證明該機構在多點補償下對大尺寸橢圓鏡壓彎精度的提高具有可行性和有效性，對同步輻射光束線壓彎技術有重要的理論指導作用與意義。

壓彎機構，橢圓柱面，有限元分析，面形誤差，同步輻射

同步輻射光源是涉及眾多研究領域的綜合性科學裝置。……