1. A tengelyen kívüli háromtükrös rendszerek szeretete és gyűlölete: csúcsteljesítmény vs. Assembly Abyss A tengelyen kívüli háromtükrös rendszerek előnyei nyilvánvalóak: megszüntetik a központi elzáródást, jelentősen javítják a rendszer modulációs átviteli funkcióját (MTF), valamint kiváló aberrációkorrekciós képességekkel rendelkeznek. Az összeszerelő mérnökök számára azonban rendkívül nehezen megszelídíthető "ellenfél":
◆ A szabadságfok rémálma: Egy tipikus tengelyen kívüli háromtükrös rendszer (elsődleges tükör, másodlagos tükör és harmadlagos tükör) akár 18 térbeli szabadságfokkal is rendelkezik. Még az egyes elemek enyhe excentricitása, dőlése vagy tengelyirányú távolsága is összekapcsolódhat, és összetett egymásra épülő aberrációkat eredményezhet.
◆ Komplex referencia átvitel: A hagyományos összeszerelés nagymértékben támaszkodik a többszintű mechanikai referenciák átvitelére. Az elsődleges tükörből a másodlagos tükörbe, majd a másodlagos tükörből a harmadlagos tükörbe az átmenet minden egyes lépése a megmunkálásból és az ismétlődő pozicionálásból származó felhalmozódott hibákat vezet be, így az összeszerelési folyamat "vakkeresésnek" tűnik.
◆ Extrém függőség a tapasztalatoktól és az időtől: A múltban a nagy teljesítményű hasznos teher konvergenciája gyakran megkívánta a vezető mérnököktől, hogy heteket vagy akár hónapokat töltsenek ismételten tanulással és hibakereséssel. A mai kereskedelmi űriparban, amely "gyors szállítást és tömegtermelést" igényel, ez a modell már nem fenntartható.
Tengelyen kívüli három reflektor útdiagramja
2. Megoldás: "Dimenziócsökkentés" elérése az összeszerelésben és beállításban az elsődleges és másodlagos tükrök közös referencia-CGH megosztásával. A hagyományos összeszerelés és beállítás során a komplex referenciaátvitelre való támaszkodás kiküszöbölésére a Zhixing Optics egy modernebb mérnöki megközelítést javasol: az elsődleges és másodlagos tükrök egymáshoz viszonyított helyzetének digitális rögzítését a gyártási szakaszban egy CGH (Computational Hologram) segítségével. Az elsődleges tükör (PM) és a másodlagos tükrök (TM) kompenzációs fázisait közvetlenül ugyanazon a CGH hordozón tervezzük, így mindkét tükör számára integrált referenciákat érünk el félvezető minőségű fotolitográfiával.
◆ Logikai transzformáció 18 dimenzióról 6 dimenzióra: Eredetileg az elsődleges, a másodlagos és a TM tükrök mindegyikének 6 szabadságfoka volt, összesen 18. Az elsődleges és a TM tükrök közötti relatív geometriai kapcsolat nagypontosságú CGH segítségével történő rögzítése után ez a 12 szabadságfok "nullázásra" kerül az optikai referencián. A teljes összeállításnál az eredetileg összetett rendszerszintű keresés leegyszerűsödik, és csak a másodlagos tükör helyzetét és a rendszer 6 szabadságfokos összhangját állítja be.
Tengelyen kívüli háromtükrös CGH optikai útdiagram
◆ A félvezető eljárás biztosítja az abszolút pontosságot: A fejlett fotolitográfiai berendezések segítségével a CGH felületi mintázat maratási pontossága elérheti a mikron alatti szintet. Ez azt jelenti, hogy a három fő tükör közötti relatív helyzetpontosságot a CGH feldolgozási szakaszban határozzák meg, és stabilitása és pontossága messze meghaladja a mechanikus szerszámozás és a kézi mérésekét.
A tengelyen kívüli három fordított szerelésű CGH általános elrendezésének sematikus diagramja
◆ Méretcsökkentés „Komplex összeállítás és beállítás” helyett „Felületi alakérzékelés”: Ebben az üzemmódban az összeszerelési és beállítási munka a következőképpen egyszerűsödik: mindaddig, amíg az elsődleges tükör és a három tükör felületi alakjait egyidejűleg állítják be, relatív térbeli helyzetük automatikusan eléri az elméleti tervezési értéket. A bonyolult összeszerelési és beállítási folyamat közvetlenül "lecsökkent" két tükör felületi alakjának észlelésének nehézségére.
A három fő lencse beállítási és beállítási eredményei (balra: fő lencse, jobbra: három lencse).
3. Miért van szüksége a kereskedelmi űrrepülésnek erre a „bizonyosságra”? A mai iparágban, ahol a „tömegtermelés” és a „gyors ütem” a kulcsszavak, a hatékonyság a legfontosabb versenyelőny:
◆ A személyes tapasztalatra támaszkodás megszüntetése: A digitális benchmarkok szabványosítják az összeszerelési és beállítási folyamatot. Mindaddig, amíg egy közönséges mérnök el tudja olvasni az interferencia-peremeket és használja a CGH-t, hatékonyan el tudja végezni a nagy nehézségű igazításokat, amelyekhez korábban kiváló szakértőkre volt szükség.
◆ Gyorsan lerövidült projektciklusok: Az interferencia 12 szabadságfokkal történő csökkentése a legtöbb hibacsatolás kiküszöbölését jelenti. Az összeszerelési és beállítási folyamat a "rendellenes keresésről" az "iránykonvergenciára" változik, hetekről napokra lerövidítve a teljes összeszerelési ciklust.
◆ Alkalmazkodás a kötegelt gyártási konzisztenciához: Minden műholdas rakomány ugyanazt a digitális koordináta "fősablonok" készletét használja, biztosítva a hasznos teher teljesítményének magas fokú konzisztenciáját. Ez a szilárd technológiai alapja a nagyméretű konstellációs hálózatépítésnek a kereskedelmi űrrepülésben. Következtetés: A kereskedelmi űrrepülés versenyterén már nem a „műalkotások” aprólékos kivitelezésére van szükségünk, hanem az „ipari termékek” pontosságára és hatékonyságára. A Zhixing Optics a közös benchmark CGH technológiája révén csökkenti a precíziós optikai összeszerelés és beállítás akadályait, digitális benchmarkokkal felgyorsítva a projektek megvalósítását. A Zhixing Optics segít az összetett optikai rendszerek hatékony zárt hurkú működésében.
