一种用于空间引力波探测的望远镜系统

本技术涉及一种空间遥感光学系统，具体涉及一种用于空间引力波探测的望远镜系统。

背景技术：

1、引力波探测是现代科学技术的前沿研究领域，空间引力波探测是通过激光干涉测量的方法来获得当引力波经过时产生的时空变化。

2、望远镜可以在两航天器之间有效地收发激光束，从而建立起激光链路，精密测量两航天器之间的距离。目前国内外不同的科研单位相继开展了多样的空间引力波望远镜结构模型研究，不少设计采用主次镜单独支撑的设计方式，主镜通过侧面或背部三点支撑，次镜则通过“雪橇式”连接杆支撑，这些设计均面临着如下问题：

3、①主镜和次镜在有无重力环境下位置均会发生变化。

4、②材料热稳定性不一致导致测量精度下降。

5、③玻璃结构件之间连接困难，使得望远镜在重力、温度载荷条件下结构稳定性难以达到要求。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种用于空间引力波探测的望远镜系统，用于解决目前主镜和次镜在无重力环境下位置会发生变化的问题、材料热稳定性不一致导致精度降低的问题以及玻璃结构件之间连接困难使得结构稳定性难以达到要求的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特殊之处在于：包括次镜、支撑座和主镜结构；

4、所述支撑座为下端面为斜面的楔形结构；

5、所述支撑座薄端的上端面上设置有次镜支撑台，所述次镜支撑台的上端面与次镜的下端面连接；

6、所述支撑座厚端的上端面上设置有主镜支撑台，所述主镜支撑台的上端面与主镜结构的下端面连接；

7、所述主镜支撑台上设置有通光孔，且通光孔与次镜对应；所述主镜结构接收到外部输入的光线后，反射至次镜，经次镜反射的光穿过通光孔输出。

8、进一步地，所述主镜结构包括主镜和主镜安装台；

9、所述主镜竖直安装在主镜安装台上，所述主镜上端的厚度大于下端的厚度，使得主镜的反射面倾斜且与次镜的反射面相对应，所述主镜的反射面接收到外部输入的光线后，反射至次镜，次镜的反射面将光线反射，使得光线穿过通光孔输出。

10、进一步地，所述次镜、支撑座、主镜支撑台、次镜支撑台、主镜和主镜安装台均为微晶玻璃。

11、进一步地，所述次镜支撑台的上端面通过环氧树脂胶与次镜的下端面粘接。

12、进一步地，所述主镜支撑台的上端面通过氢氧催化粘接技术与主镜安装台的下端面连接。

13、进一步地，还包括柔性支撑杆；

14、所述支撑座的下端面均匀设置有两个第一支撑孔，所述主镜的上端设置有第二支撑孔，两个所述第一支撑孔与第二支撑孔的轴线交汇在主镜反射面的圆心处，所述第一支撑孔和第二支撑孔用于安装柔性支撑杆；所述主镜结构、支撑座通过柔性支撑杆连接在外部设备上。

15、进一步地，所述支撑座上设置有减重孔。

16、与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

17、(1)本实用新型中的支撑座为“楔形”结构，且下端面为斜面设计，使得在保证支撑座强度的前提下，还减小了支撑座在重力作用下产生的变形。

18、(2)本实用新型中支撑座和主镜的粘接面避开通光孔，有效地解决了粘接面上应力集中的问题，尤其是随机振动下粘接的安全裕度得到了保证。

19、(3)本实用新型中的次镜、支撑座、主镜支撑台、次镜支撑台、主镜和主镜安装台均为微晶玻璃，微晶玻璃的热膨胀系数极低，保证了该望远镜在空间热载荷条件下保持良好的热稳定性。

20、(4)本实用新型中主镜支撑台的上端面通过氢氧催化粘接技术与主镜安装台的下端面连接，由于氢氧催化粘接不会在两个粘接面间引入新的材料，因此会避免胶层真空释气以及挥发污染问题，降低杂散光的影响，且避免了普通胶粘内应力的产生。

21、(5)本实用新型中通过设置柔性支撑杆，在三个柔性支撑杆的共同作用下，能够避免产生不需要的支撑弯矩，确保整个装置的精度。

技术特征：

1.一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特征在于：包括次镜(1)、支撑座(2)和主镜结构；

2.根据权利要求1所述的一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特征在于：所述主镜结构包括主镜(4)和主镜安装台(5)；

3.根据权利要求2所述的一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特征在于：所述次镜(1)、支撑座(2)、主镜支撑台(23)、次镜支撑台(21)、主镜(4)和主镜安装台(5)均为微晶玻璃。

4.根据权利要求3所述的一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特征在于：所述次镜支撑台(21)的上端面通过环氧树脂胶与次镜(1)的下端面粘接。

5.根据权利要求2所述的一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特征在于：所述主镜支撑台(23)的上端面通过氢氧催化粘接技术与主镜安装台(5)的下端面连接。

6.根据权利要求2-5任一所述的一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特征在于：还包括柔性支撑杆(6)；

7.根据权利要求6所述的一种用于空间引力波探测的望远镜系统，其特征在于：所述支撑座(2)上设置有减重孔。

技术总结
本技术涉及一种用于空间引力波探测的望远镜系统，用于解决目前主镜和次镜在无重力环境下位置会发生变化的问题，材料热稳定性不一致的问题以及玻璃结构件之间连接困难的问题。本技术包括次镜、支撑座和主镜结构；所述支撑座为“楔形”结构，且下端面为斜面；所述支撑座小端的上端面上设置有次镜支撑台，所述次镜支撑台的上端面与次镜的下端面粘接；所述支撑座大端的上端面上设置有主镜支撑台，所述主镜支撑台的上端面与主镜结构的下端面粘接；所述主镜支撑台上设置有通光孔，通光孔与次镜对应，使得次镜反射的光能够顺利穿过通光孔。

技术研发人员：王升,叶径,王炜,祁宁,秦星,杨森,李旭阳,汶德胜
受保护的技术使用者：中国科学院西安光学精密机械研究所
技术研发日：20230721
技术公布日：2024/2/1