科学网—科学家完成离轴折反式变焦光学系统中双旋转切换反射镜机构的设计与分析

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2026-10-28 13:43

| 系统分类: 论文交流

Design and analysis of a dual-rotation switching mirror mechanism in an off-axis catadioptric zoom optical system

科学家完成离轴折反式变焦光学系统中双旋转切换反射镜机构的设计与分析

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所‌Songnian Tan团队完成离轴折反式变焦光学系统中双旋转切换反射镜机构的设计与分析。相关论文于2026年9月发表在国际学术期刊《机械工程进展》上。

研究人员针对应用于机载光电载荷的离轴折反式变焦光学系统的视场切换需求，提出了一种新型双旋转切换反射镜机构。

为解决航空光学平台严格的空间限制，采用串联式非正交双旋转构型，使反射镜能够平行于框架结构收拢，从而实现有效的空间折叠。配合单电机驱动方案，所提结构实现了显著的小型化和轻量化特性。基于杠杆原理，采用基于断电电磁铁和扭簧的高精度定位与自锁方法，确保了稳定可靠的定位精度。全面阐述了该机构的运动学设计原理、有限元仿真分析和实验验证。

测试结果表明，反射镜实现了0.027λ RMS（λ = 632.8 nm）的高面形精度，结构一阶固有频率大于147 Hz，重复光轴定位误差控制在20″以内。研究人员所提的机制有效兼顾了结构紧凑性、动态刚度与高精度定位性能，非常适用于机载光电变焦系统高精度、高稳定性的视场切换场景。

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