| 第一章 绪 论 | 第1-32页 |
| 1．1 引言 | 第13-14页 |
| 1．2 课题研究目的及意义 | 第14-16页 |
| 1．3 非球面加工方法介绍 | 第16-27页 |
| 1．3．1 轻量化技术 | 第16-19页 |
| 1．3．1．1 复制技术（Replication Lightweight Technology） | 第17-18页 |
| 1．3．1．2 “面片”技术 （Facesheet Lightweight Technology） | 第18页 |
| 1．3．1．3 蜂窝状结构（Honeycomb technology） | 第18-19页 |
| 1．3．2 非球面的铣磨成型技术 | 第19-21页 |
| 1．3．3 非球面的研磨、抛光技术 | 第21-27页 |
| 1．3．3．1 计算机控制抛光（Computer Controlled Optical Surfacing） | 第21-23页 |
| 1．3．3．2 应力抛光技术（Stress Lap Polishing） | 第23-24页 |
| 1．3．3．3 磁流变抛光技术（Magnetorheological Finishing） | 第24-26页 |
| 1．3．3．4 离子束抛光（Ion Beam Milling） | 第26-27页 |
| 1．3．3．5 离轴非球面镜制造技术 | 第27页 |
| 1．4 非球面面形检测方法 | 第27-30页 |
| 1．4．1 轮廓测量 | 第27-29页 |
| 1．4．2 斜率测量 | 第29页 |
| 1．4．3 零位补偿检验 | 第29-30页 |
| 1．4．4 非零位检验 | 第30页 |
| 1．5 本文的主要研究内容 | 第30-32页 |
| 第二章 离轴非球面初始球面及磨盘参数的确定 | 第32-54页 |
| 2．1 简 介 | 第32-35页 |
| 2．2 离轴非球面度及最接近球面曲率半径的求解 | 第35-39页 |
| 2．3 CCOS制造技术中小磨头的结构及参数优化设计 | 第39-53页 |
| 2．3．1 计算机控制光学表面成形技术的数学模型 | 第39-41页 |
| 2．3．2 磨头工作函数的计算机模拟及优化设计 | 第41-53页 |
| 2．3．2．1 行星运动磨头参数及结构的优化设计 | 第41-47页 |
| 2．3．2．2 平转动方式下抛光盘的去除函数 | 第47-51页 |
| 2．3．2．3 研磨材料工艺实验 | 第51-53页 |
| 2．4 本章小结 | 第53-54页 |
| 第三章 研磨阶段测量方法的研究 | 第54-79页 |
| 3．1 简 介 | 第54-55页 |
| 3．2 双测头轮廓仪的构成 | 第55-60页 |
| 3．2．1 测量单元 | 第55-57页 |
| 3．2．2 控制单元 | 第57页 |
| 3．2．3 软件单元 | 第57-60页 |
| 3．3 双测头轮廓仪测量原理 | 第60-71页 |
| 3．3．1 测量过程描述 | 第60-61页 |
| 3．3．2 测量原理 | 第61-63页 |
| 3．3．3 测量结果中线性误差的去除 | 第63-66页 |
| 3．3．4 测头直径的三维补偿 | 第66-67页 |
| 3．3．5 双测头轮廓仪测量精度分析 | 第67-71页 |
| 3．4 面形误差的SHEPARD插值处理 | 第71-74页 |
| 3．5 基于SHEPARD插值模型的CCOS研磨实验 | 第74-78页 |
| 3．6 本章小结 | 第78-79页 |
| 第四章 抛光阶段面形检测方法的研究 | 第79-97页 |
| 4．1 简 介 | 第79-80页 |
| 4．2 零位补偿检验的原理 | 第80-81页 |
| 4．3 零补偿器的类型 | 第81-83页 |
| 4．4 补偿检验中的一些注意事项 | 第83-84页 |
| 4．5 零位补偿器的设计 | 第84-91页 |
| 4．6 零位补偿检验中调整误差对测量结果的影响 | 第91-96页 |
| 4．7 本章小节 | 第96-97页 |
| 第五章 矩形离轴非球面的制造 | 第97-114页 |
| 5．1 简介 | 第97页 |
| 5．2 离轴三镜的研磨 | 第97-104页 |
| 5．2．1 初始球面的确定 | 第97-100页 |
| 5．2．2 离轴非球面的研磨 | 第100-104页 |
| 5．3 离轴三镜的抛光 | 第104-113页 |
| 5．3．1 温度可控抛光盘的制备 | 第106-107页 |
| 5．3．2 三镜的抛光 | 第107-113页 |
| 5．4 本章小结 | 第113-114页 |
| 第六章 结论及工作展望 | 第114-116页 |
| 参考文献 | 第116-125页 |
| 作者简介 | 第125-126页 |
| 发表和待发表学术论文 | 第126-127页 |
| 致 谢 | 第127-17页 |
| 图表索引 | 第17-127页 |
| 图1．1 主镜轻量化发展历程 | 第17页 |
| 图1．2 复制技术原理 | 第17-18页 |
| 图1．3 53厘米直径“面片”式轻质镜 | 第18-19页 |
| 图1．4 碳化硅（C/SIC）蜂窝结构轻质镜 | 第19-20页 |
| 图1．5 8．3米直径的非球面主镜 | 第20-24页 |
| 图1．6 应力抛光 | 第24-25页 |
| 图1．7 磁流变抛光抛光原理 | 第25-28页 |
| 图1．8 摆臂轮廓测量原理 | 第28-32页 |
| 图2．1 CCOS加工非球面示意图 | 第32-33页 |
| 图2．2 FSGJ-1非球面数控加工中心 | 第33页 |
| 图2．3 直径500毫米主镜检测结果 | 第33-34页 |
| 图2．4 离轴非球面制造流程图 | 第34-37页 |
| 图2．5 离轴非球面 | 第37页 |
| 图2．6 平移并旋转后的非球面及最接近球面 | 第37-38页 |
| 图2．7 截面上的残余误差 | 第38页 |
| 图2．8 全口径内残余误差的分布 | 第38-41页 |
| 图2．9 磨头工作函数曲线 | 第41页 |
| 图2．10 行星运动原理图 | 第41-42页 |
| 图2．11 磨头运动方式示意图 | 第42-43页 |
| 图2．12 磨头工作特性曲线族 | 第43-44页 |
| 图2．13 G、F关系曲线 | 第44页 |
| 图2．14 优化后的磨头特性曲线（E=8，G=0．83，F=0．479） | 第44-45页 |
| 图2．15 优化后的磨头特性曲线（E=8，G=0．83，G_1=0．77，F=0．562） | 第45-46页 |
| 图2．16 行星抛光实验装置 | 第46页 |
| 图2．17 抛光工艺实验结果（ZYGO干涉仪） | 第46-47页 |
| 图2．18 平转动式磨头运动原理图 | 第47-48页 |
| 图2．19 磨头平转动工作特性曲线（E/R=0．7） | 第48页 |
| 图2．20 β—F关系曲线 | 第48-50页 |
| 图2．21 磨头平转动机构 | 第50-49页 |
| 图2．22 抛光工艺实验结果 | 第49-50页 |
| 图2．23 行星运动磨头磨损分布图 | 第50-51页 |
| 图2．24 磨头上一点运动轨迹 | 第51-52页 |
| 图2．25 研磨量-时间曲线 | 第52页 |
| 图2．26 常数K-时间关系曲线 | 第52-56页 |
| 图3．1 双测头轮廓仪结构示意图 | 第56页 |
| 图3．2 双测头轮廓仪实物照片 | 第56-58页 |
| 图3．3 扫描采样点模式 | 第58页 |
| 图3．4 扫描控制界面 | 第58-59页 |
| 图3．5 运动控制界面 | 第59页 |
| 图3．6 测量结果显示界面 | 第59-60页 |
| 图3．7 加工代码界面 | 第60-61页 |
| 图3．8 理想情况的矢高差 | 第61-62页 |
| 图3．9 实际状态矢高差 | 第62-63页 |
| 图3．10 双测头矢高测量 | 第63-64页 |
| 图3．11 导轨、转台和工件位置关系示意图 | 第64-66页 |
| 图3．12 半径R测头的曲面测量示意图 | 第66-68页 |
| 图3．13 直尺直线度 | 第68-69页 |
| 图3．14 矩形直梁有限元分析（变形1．88μM） | 第69-70页 |
| 图3．15 反拱形梁有限元分析（1．28μM） | 第70页 |
| 图3．16 桥形梁有限元分析（变形0．22μM） | 第70-71页 |
| 图3．17 面形误差拟和 | 第71-72页 |
| 图3．18 测量盲区示意图 | 第72-74页 |
| 图3．19 拟和对比图 | 第74-75页 |
| 图3．20 早期阶段的非球面面形误差 | 第75页 |
| 图3．21 几个加工周期后的面形误差 | 第75-76页 |
| 图3．22 研磨阶段面形误差收敛曲线及其工艺规范 | 第76页 |
| 图3．23 粗抛后的面形误差（0．76微米RMS） | 第76-77页 |
| 图3．24 干涉测量结果 | 第77-80页 |
| 图4．1 零位补偿检验光路图 | 第80-82页 |
| 图4．2 几种折射式零位补偿检验光路图 | 第82-84页 |
| 图4．3 OFFNER折射型补偿器检验光路 | 第84-86页 |
| 图4．4 OFFNER零位检验光路图 | 第86-88页 |
| 图4．5 OFFNER补偿器结构形式 | 第88-90页 |
| 图4．6 理论设计的波像差 | 第90-91页 |
| 图4．7 间隔调整后的波像差 | 第91-93页 |
| 图4．8 具有调整误差的离轴抛物镜补偿检验 | 第93-95页 |
| 图4．9 离轴测量域 | 第95页 |
| 图4．10 不同调整误差对应的干涉图样 | 第95-98页 |
| 图5．1 初始球面半径的选取 | 第98页 |
| 图5．2 残余误差等高图 | 第98-99页 |
| 图5．3 离轴非球面与最接近球面在横截面上的矢高差 | 第99-100页 |
| 图5．4 离轴非球面三镜加工轨迹示意图 | 第100-101页 |
| 图5．5 三镜的研磨阶段各加工时期的面形检测结果 | 第101-102页 |
| 图5．6 离轴三镜的补偿检验 | 第102页 |
| 图5．7 补偿器与其五维精密调整架近照 | 第102-103页 |
| 图5．8 三镜与其三维精密调整架近照 | 第103-104页 |
| 图5．9 粗抛后干涉测量结果 | 第104-105页 |
| 图5．10 新数控抛光设备 | 第105-106页 |
| 图5．11 温度可控抛光盘原理 | 第106-109页 |
| 图5．12 CCOS抛光阶段工艺规范 | 第109页 |
| 图5．13 CCOS初期检测结果 | 第109-110页 |
| 图5．14 CCOS中期检测结果 | 第110-111页 |
| 图5．15 CCOS抛光后期检测结果 | 第111-112页 |
| 图5．16 三镜试验镜最终面形测量结果 | 第112-23页 |
| 表1．1 加工中心的功能 | 第23页 |
| 表1．2 设备加工精度比较 | 第23-90页 |
| 表4．1 offner补偿器设计数据 | 第90-91页 |
| 表4．2 间隔调整后的补偿器设计数据 | 第91-92页 |
| 表4．3 制造误差对波前的响影 | 第92-97页 |
| 表5．1 轻型宽覆盖相机离轴三反镜技术指标 | 第97-107页 |
| 表5．2 温控抛光盘的胶号与输入电压对表 | 第107-127页 |
