静电薄膜反射镜聚光系统设计

　　有效口径的反射镜聚光系统。通过计算所需施加分布电势，能够有效控制圆薄膜面形变化实现不同焦距的聚光。并进行了面形成形模拟和聚光模拟，效果良好。为静电薄膜反射镜影响因素的定量研究和面形控制提供了切实可行的平台。

　　薄膜反射镜技术是一种新兴的反射镜技术，相对于传统的反射镜基底材料重量大、加工难、成本高的缺点，它具有质量轻、便于控制、可折叠和成本低的优点，充分适应火箭运载空间和重量的制约。静电薄膜反射镜是薄膜反射镜技术的主要成形方法之一，它是利用电压差，通过分布高压静电轴向拉伸圆形单面镀铝薄膜而精确成形的。和充气、真空等成形方式的薄膜反射镜技术相比，它具有成型精确的特点而受到广泛研究。目前世界上相关研究国家很多[1]，而国内只有长春光机所和苏州大学正在进行相关理论分析和验证研究[2，3]，所做的薄薄

　　1 工作原理

　　静电薄膜反射镜成形面面形控制主要是通过控制多电极上电势的大小及分布来实现的。所谓的静电拉伸是指静电力作用下薄膜反射镜的面形保持，在反射镜的成形过程中是动态的，是由静电力做功来完成的。对于整个薄膜反射镜的工作状态而言，静电力的作用是保持薄膜的面形，空间静电势主要完成对薄膜表面与电极表面的电荷以及电荷分布形成束缚作用，保证静电力的持续稳定。

　　成形控制过程包括两个方面内容：一、反射镜面形的初始成形，这一过程从平面面形开始，最终达到薄膜面形的静态稳定。给平面薄膜反射镜施加电势场，使薄膜产生变形，当电势的大小及分布达到一定条件时，薄膜从初始的平面变形成为一定的曲面，保持作用电势，薄膜面形将最终保持某一曲面模型;二、对薄膜面形调整，这一过程从已具有一定的曲面面形的薄膜开始，改变电极上电势的大小与分布，使薄膜曲面相对变形前再作一定变形，最后通过电势及其外部条件的调节使面形达到所要求的结果，最终仍需要达到静态平衡。

　　2 结构设计

　　柔性聚酯薄膜本身没有刚度，要想使它理想成形需要借助一定的夹持结构，起到施加载荷和面形调节的作用。设计了一种薄膜边界随动调节机构的三环(每环细分，共 10 个)多电极薄膜反射镜结构，能够有效调节薄膜边界预应力进行面形调整[2，4]此外膜-极距定量可调，方便实验分析。单面镀铝薄膜镀铝层朝外并且接地，通过高压直流多路电压可调供电装置对圆环电极板供电，从而形成电势差对圆薄膜进行拉伸成形。

　　3 控制方法