掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜装配误差分析与在轨验证

摘要：

针对掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜多源装配误差影响光学性能的问题,提出了空间X射线聚焦光学产品装配误差分析方法.综合考虑偏心、倾斜、离焦以及装配应力引起面形畸变等装配误差,基于小位移旋量理论和空间位姿变换矩阵构建产品装配误差理论分析模型.采用光矢量计算和蒙特卡洛法定量分析了装配误差对聚焦性能的影响,倾斜误差对聚焦性能影响最大,倾斜误差1'可导致焦斑RMS值增大约0.3～0.4 mm.0'、3.75'和6'视场所允许的倾斜误差极限分别为5.31'、3.14'和1.38'.偏心误差和离焦误差影响较小,视场为0～6'所允许的误差极限约为0.45～0.50 rnm,离焦误差允许的变化范围为±5mm.装配应力与自重产生的最大面形误差约为101 nm,RMS为14.17 nm,6～7'视场的面形误差对焦斑的影响最大(约9.46％).搭建了具有多自由度调整与图像处理算法的装调系统,实现了焦斑RMS为0.78 mm的精密装配.地面装配试验与在轨遥测数据验证了装配误差理论分析与精密装配方法的有效性.该方法对空间X射线聚焦型望远镜的精密装配研究具有指导意义.

关键词：聚焦型X射线望远镜、装配误差分析、空间位姿变换矩阵、在轨验证

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分类号：TH122;O213

资助基金：国家自然科学基金51175019;国家重点研发计划重点专项2017YFB0503300

在线出版日期：2019-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：49-60