光学平台在航空航天领域的应用

文丨祝志达

编辑 | 小卓

发布丨卓立汉光

在航空航天领域中，隔振平台对于保证精密设备和仪器的正常运行至关重要。这是因为飞行器在飞行过程中会经历各种类型的振动，这些振动可能会对搭载的敏感设备造成不利影响。例如，卫星上的传感器、相机以及望远镜等。在装配标定时，往往需要高度稳定的环境来确保数据采集的准确性与可靠性。

航空相机镜头的组装中，因为涉及到的光学元件尺寸往往较大较重，且材料、面型、封装方式等基于光学设计，要求各不相同。并且考虑到实际使用时的复杂环境，所以对各个光学元件的标定测试有着极高的要求，一种常用的方式是基于干涉检测计算全息图(CGH)，实现对柱面光学器件的干涉检测。

圆柱形 CGH 是一种衍射光学元件，可以将准直干涉仪波前转换为会聚圆柱形波前。凹凸圆柱形光学元件可以用相同的 CGH 在共焦零点测试中进行测量。凸面圆柱形光学元件位于会聚波前，凹面圆柱形光学元件则位于发散波前。

图1 干涉检测计算全息图

此套检测系统的常见结构如下：

图2 检测系统结构图

目前，卓立汉光针对航空航天领域中的精密设备和仪器隔振需求，提供了多款高性能产品。以满足不同应用场景下的稳定性要求。以下是几款代表性的产品及其特点：

1. 定制多轴干涉仪位移调整机构：根据干涉仪的不同位移维度要求与型号定制（如ZYGO干涉仪等）；

2. 气浮隔振光学平台(TPR、ZDR系列)：

3.使用空气弹簧作为隔振元件，能够有效减少环境振动和电磁波干扰等因素引起的抖动，提高航空相机系统测试中的稳定性。适用于实验室环境下，对地面传递振动的隔除，可以有效的减少干涉条纹的晃动（效果类似下方）；

两种气浮平台隔振效率曲线如下

TPR(三线摆)隔振效率曲线:

ZDR(独立支撑腿)隔振效率曲线：

4.大理石平台：相较气浮平台的台面有更大的自重以及平面度，适合对整体系统装配精度较高的应用时使用。

大理石平台示意图

5.主动隔振平台：在隔振相关领域目前最终级的方案，通过电子控制系统实时调整平台的位置和姿态，以抵消外部振动的影响。使用压电陶瓷等材料，实现快速响应和精确控制。适合对隔振要求非常高的系统搭建，卓立汉光目前有Park Systems主动隔振方案可供选择。

主动隔振平台示意及参数参考

隔振技术在航空航天领域的不断发展，有助于提高飞行器的有效载荷性能，减少因振动导致的数据失真，从而支持更高质量的科研成果和技术进步。