标准镜的高精度柔性支撑镜框的优化设计

摘要

为了实现干涉仪标准镜中光学元件的高精度定位，设计了一种柔性支撑镜框，研究了该结构的力学模型、结构参数、定位精度和透镜变形。首先，根据材料力学原理将柔性镜框等效为一个弹簧系统；根据力学方程和几何关系，建立了透镜中心位置与柔性结构的挠度之间的二元方程。然后，分析了安装位置、温度、结构参数对透镜位置以及作用力的影响。最后，应用有限元仿真分析了所设计结构的力学性能，并进行对比验证。结果表明，数值仿真分析的结果与有限元仿真结果基本相同，柔性镜框的柔性结构厚度最优值为1．5mm。该设计方案完全满足干涉仪标准镜对镜框在定位精度、稳定性方面的要求。