碳化硅反射镜轻量化结构优化设计 被引量：21

1

作者 韩媛媛 张宇民 +3 位作者 韩杰才 张剑寒 姚旺 周玉锋 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期123-126,135,共5页

本文根据某型号碳化硅主反射镜的设计要求,对比了扇形、三角形、六边形轻量化孔对镜体静态、动态性能的影响,选择了综合性能较好的三角形轻量化结构方案,利用有限元方法进行参数建模,将对镜体力学性能和质量影响较大的镜体厚度、面板厚... 本文根据某型号碳化硅主反射镜的设计要求,对比了扇形、三角形、六边形轻量化孔对镜体静态、动态性能的影响,选择了综合性能较好的三角形轻量化结构方案,利用有限元方法进行参数建模,将对镜体力学性能和质量影响较大的镜体厚度、面板厚度、筋厚度等结构参数作为设计变量,运用零阶优化方法对镜体结构进行优化设计,得到了轻量化程度高、镜面变形误差完全满足设计要求的碳化硅反射镜体。 展开更多

关键词 碳化硅反射镜 轻质反射镜 有限元分析 优化设计

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表面改性非球面碳化硅反射镜的加工 被引量：17

2

作者 张峰 徐领娣 +2 位作者 范镝 高劲松 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2479-2484,共6页

为了获得高质量光学表面的非球面碳化硅(SiC)反射镜,对碳化硅反射镜表面改性技术以及离子束辅助沉积(IBAD)Si改性后的非球面碳化硅反射镜的加工技术进行了研究。介绍了碳化硅反射镜表面改性技术以及本文所采用的离子束辅助沉积(IBAD)Si... 为了获得高质量光学表面的非球面碳化硅(SiC)反射镜,对碳化硅反射镜表面改性技术以及离子束辅助沉积(IBAD)Si改性后的非球面碳化硅反射镜的加工技术进行了研究。介绍了碳化硅反射镜表面改性技术以及本文所采用的离子束辅助沉积(IBAD)Si的改性方法。然后,采用氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)以及二氧化硅(SiO2)等各种抛光液对离子束辅助沉积(IBAD)Si的碳化硅样片进行抛光实验。最后,在上述实验的基础上,采用计算机控制光学表面成型(CCOS)技术对尺寸为650mm×200mm的表面改性离轴非球面碳化硅反射镜进行加工。实验结果表明:CeO2抛光液的抛光效率较高;使用SiO2抛光液抛光后的样片表面质量最好;表面改性离轴非球面碳化硅反射镜加工后的最终检测结果为:实际使用口径内的面形精度(RMS值)为0.016λ(λ=0.6328μm),表面粗糙度为0.85nm(Rq值)。反射镜的加工结果满足设计技术指标的要求。 展开更多

关键词 离轴非球面 碳化硅反射镜 计算机控制光学表面成型 表面改性

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固着磨料加工碳化硅反射镜的实验 被引量：9

3

作者 王旭 张学军 +2 位作者 徐领娣 裴舒 刘建卓 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期771-777,共7页

考虑固着磨料加工工艺其固着磨料与工件相对运动关系固定,有利于精确加工,提出了采用该工艺加工碳化硅反射镜的方法,利用大颗粒金刚石磨料快速加工出了较好的镜面质量。在工艺实验中,分别测得了W7,W5,W3.5,W1.5固着磨料丸片在特定转速... 考虑固着磨料加工工艺其固着磨料与工件相对运动关系固定,有利于精确加工,提出了采用该工艺加工碳化硅反射镜的方法,利用大颗粒金刚石磨料快速加工出了较好的镜面质量。在工艺实验中,分别测得了W7,W5,W3.5,W1.5固着磨料丸片在特定转速和压力下对碳化硅材料的去除特性。对多组去除量曲线的分析表明,此工艺不仅有着较高的去除率,而且稳定性良好。对表面粗糙度测量的结果表明,使用W7丸片即可获得粗糙度为42.758 nm rms的镜面。减小所用丸片的粒度,工件表面粗糙度随之减小,使用W1.5丸片抛光后,最终获得了粗糙度为1.591 nm rms的光滑镜面。实验结果表明,固着磨料加工碳化硅反射镜工艺在粗研、精研、粗抛等加工阶段内可以取代传统的散粒磨料加工工艺。 展开更多

关键词 碳化硅反射镜 固着磨料 丸片 去除率 表面粗糙度

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非球面碳化硅反射镜的加工与检测 被引量：7

4

作者 张峰 范镝 +3 位作者 李锐刚 郑立功 高劲松 张学军 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第6期1004-1008,共5页

为了获得高精度非球面碳化硅(SiC)反射镜,对非球面碳化硅反射镜基底以及改性后碳化硅反射镜表面的加工与检测技术进行了研究。介绍了非球面计算机控制光学表面成型(CCOS)技术及FSGJ-2非球面数控加工设备。采用轮廓检测法和零位补偿干涉... 为了获得高精度非球面碳化硅(SiC)反射镜,对非球面碳化硅反射镜基底以及改性后碳化硅反射镜表面的加工与检测技术进行了研究。介绍了非球面计算机控制光学表面成型(CCOS)技术及FSGJ-2非球面数控加工设备。采用轮廓检测法和零位补偿干涉检测法分别对碳化硅反射镜研磨和抛光阶段的面形精度进行了检测,并采用零位补偿干涉检测法及表面粗糙度测量仪对最终加工完毕的碳化硅反射镜的面形精度和表面粗糙度进行检测。测量结果表明:各项技术指标均满足设计要求,其中非球面碳化硅(SiC)反射镜实际使用口径内的面形精度(RMS值)为0.016λ(λ=0.632 8μm),表面粗糙度(RMS值)为0.85 nm。 展开更多

关键词 非球面 碳化硅反射镜 计算机控制光学表面成型 表面改性

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大尺寸拼接式碳化硅反射镜的研制及环境模拟试验 被引量：5

5

作者 刘岩 张辉 +5 位作者 刘雷敏 杨晓 黄健 刘学建 陈忠明 黄政仁 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期39-46,共8页

随着空间技术的快速发展,对大尺寸空间反射镜部件的需求愈发强烈。本文从材料和制备技术角度分析了大尺寸碳化硅反射镜的发展趋势,并以Φ1.0 m口径常压烧结碳化硅拼接式技术验证镜研制过程为例,对拼接式反射镜的分块镜设计制备、连接、... 随着空间技术的快速发展,对大尺寸空间反射镜部件的需求愈发强烈。本文从材料和制备技术角度分析了大尺寸碳化硅反射镜的发展趋势,并以Φ1.0 m口径常压烧结碳化硅拼接式技术验证镜研制过程为例,对拼接式反射镜的分块镜设计制备、连接、光学加工等过程进行了探讨。此外,结合实际的工程化应用需求,对1.0 m口径碳化硅拼接式技术验证镜进行了包括热真空、振动和抗辐照等在内的环境模拟试验。试验结果表明:通过合理的制备技术,Φ1.0 m口径的碳化硅拼接式技术验证镜光学加工后面形RMS达到了0.038λ(λ=632.8 nm),经历热真空和振动的环境模拟考核后,其面形RMS分别为0.037λ和0.036λ;此外,拼接式反射镜经过60Coγ射线辐照测试后,反射率指标基本保持不变,显示了良好的工程应用前景。 展开更多

关键词 大尺寸碳化硅反射镜 拼接 面形 环境模拟试验

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固着磨料加工碳化硅反射镜的微观理论模型 被引量：14

6

作者 王旭 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期513-518,共6页

基于固着磨料加工碳化硅反射镜的微观作用原理,从理论上定量分析了金刚石磨料压入碳化硅工件的深度对材料去除率、光学元件表面粗糙度的影响,分别获得了材料去除率数学模型及粗糙度的仿真计算结果。实验与理论模型的对比结果表明:去除... 基于固着磨料加工碳化硅反射镜的微观作用原理,从理论上定量分析了金刚石磨料压入碳化硅工件的深度对材料去除率、光学元件表面粗糙度的影响,分别获得了材料去除率数学模型及粗糙度的仿真计算结果。实验与理论模型的对比结果表明:去除率实验值与理论值走势相同并稳定在同一数量级内;粗糙度实验所使用的W1.5,W3.5,W5等丸片获得的粗糙度理论值与实验偏差分别为5.97%,3.19%,3.59%,由此验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 碳化硅反射镜 固着磨料 丸片 去除率 粗糙度

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应用双摆动技术加工离轴碳化硅反射镜 被引量：4

7

作者 李俊峰 宋淑梅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1669-1675,共7页

研究了用双摆动技术抛光离轴非球面的工艺。介绍了用双摆动抛光加工离轴非球面的原理,分析了双摆动抛光过程中抛光盘与工件的相对运动特性及各个工艺参数对相对运动路径的影响。建立了双摆动抛光运动的数学模型,进行了计算机仿真,并对... 研究了用双摆动技术抛光离轴非球面的工艺。介绍了用双摆动抛光加工离轴非球面的原理,分析了双摆动抛光过程中抛光盘与工件的相对运动特性及各个工艺参数对相对运动路径的影响。建立了双摆动抛光运动的数学模型,进行了计算机仿真,并对不同参数下的仿真结果进行了比较。给出了抛光模形状模型,实验验证了不同形状抛光模的材料去除特性。应用双摆动技术加工了一个224mm×108mm离轴碳化硅反射镜,结果显示:应用该技术加工离轴非球面镜可以有效抑制光学表面中频误差,具有较高的材料去除效率,面形精度可以稳定达到λ/30(rms,@633nm)。因此,双摆动抛光技术的研究有助于推动离轴非球面制造技术的发展。 展开更多

关键词 碳化硅反射镜 离轴非球面 双摆动技术 光学加工

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非球面碳化硅反射镜往复式磨削面形精度建模及仿真

8

作者 张飞虎 马兆凯 +1 位作者 李琛 饶小双 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2016年第5期46-49,54,共5页

为优化圆弧面砂轮磨削非球面碳化硅反射镜的加工效果,基于往复式磨削对非球面反射镜的残余高度进行建模,通过残余高度与面形精度的几何关系,建立面形精度预测模型并进行仿真分析。面形精度模型仿真结果表明:随截圆弧长增加或倾角增大,... 为优化圆弧面砂轮磨削非球面碳化硅反射镜的加工效果,基于往复式磨削对非球面反射镜的残余高度进行建模,通过残余高度与面形精度的几何关系,建立面形精度预测模型并进行仿真分析。面形精度模型仿真结果表明:随截圆弧长增加或倾角增大,面形精度降低;随砂轮基圆半径增加或砂轮圆弧半径增加,面形精度提高。其中,截圆弧长和砂轮基圆半径对面形精度影响较大。 展开更多

关键词 往复式磨削 面形精度 非球面 碳化硅反射镜

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大口径碳化硅反射镜面PVD改性工艺的研究 被引量：1

9

作者 汪建君 袁吕军 +1 位作者 武中华 周馨 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期854-859,共6页

通过将多块不同尺寸的碳化硅平面试片以及一块口径为520mm碳化硅凹非球面反射镜作为镜面改性工艺技术的实验平台,对大口径碳化硅反射镜面PVD改性工艺技术进行探索、分析和研究。重点研究了前期PVD改性前镜面特性与PVD改性层的最佳匹配关... 通过将多块不同尺寸的碳化硅平面试片以及一块口径为520mm碳化硅凹非球面反射镜作为镜面改性工艺技术的实验平台,对大口径碳化硅反射镜面PVD改性工艺技术进行探索、分析和研究。重点研究了前期PVD改性前镜面特性与PVD改性层的最佳匹配关系,主要是PVD改性层与镜面粗糙度和残留面形误差的要求和最佳结合点。采用的抛光方式为磨盘相对镜体做行星运动,采用相同的离子束辅助沉积法进行凹椭球面碳化硅反射镜的镜面改性。实验结果表明:通过选用合适的方案对改性后的PVD改性层镜面的面形误差进行修抛,可同时提高其镜面光洁度和粗糙度,最终测试结果为0.756nm(Sq),与改性前比较,粗糙度得到一定程度的提高。 展开更多

关键词 光学工艺 大口径碳化硅反射镜 PVD改性 抛光

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光之眼——碳化硅反射镜 被引量：3

10

《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第9期3043-3043,共1页

自伽利略制造了世界上第一台天文望远镜,将人类视力首次延伸到了土星的光环以来,人们不断地改进光学仪器,镜头口径越来越大,以期能看的更远、更清晰,同时成像方式也从伽利略望远镜的折射式演变为反射式。逐渐地,人们不满足于受大气影响... 自伽利略制造了世界上第一台天文望远镜,将人类视力首次延伸到了土星的光环以来,人们不断地改进光学仪器,镜头口径越来越大,以期能看的更远、更清晰,同时成像方式也从伽利略望远镜的折射式演变为反射式。逐渐地,人们不满足于受大气影响的地面观测,将天文望远镜发射到外空间,1990年升空的哈勃太空望远镜,将人类视野延伸到数十亿光年之外的深邃空间。随着社会发展,灾害防控、国防工业、导航通信等领域对大型光电仪器的需求也日益增大。 展开更多

关键词 伽利略望远镜 光电仪器 光学仪器 碳化硅反射镜 天文望远镜 大气影响 成像方式 折射式

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大口径碳化硅材料凸非球面反射镜的检验 被引量：14

11

作者 薛栋林 张忠玉 +1 位作者 郑立功 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2491-2496,共6页

为了实现某大口径碳化硅材料凸非球面反射镜检验,研究了无像差点法以及补偿检验法方案。经过比较优选,确定选用补偿检验方案并专门设计了高精度大口径非球面补偿器,设计精度为PV:0.0082λ,RMS:0.0029λ(λ=632.8nm)。采用会聚光束,使用... 为了实现某大口径碳化硅材料凸非球面反射镜检验,研究了无像差点法以及补偿检验法方案。经过比较优选,确定选用补偿检验方案并专门设计了高精度大口径非球面补偿器,设计精度为PV:0.0082λ,RMS:0.0029λ(λ=632.8nm)。采用会聚光束,使用大口径数字干涉仪进行凸非球面正面检测,最终检测结果为0.022λ(RMS)。所述补偿器的设计方法和要求具有普遍性,设计结果也可用于同类型大口径凸非球面检验用补偿器的设计。采用该方法提高了凸非球面检测精度,并且在凸非球面镜的材料选择、结构设计、支撑方式等方面提供了更多的优化空间,为新型光学材料在凸非球面反射镜的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 凸非球面镜 碳化硅反射镜 零位检验 补偿器设计

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表面改性碳化硅基底反射镜加工技术现状 被引量：29

12

作者 康健 宣斌 谢京江 《中国光学》 EI CAS 2013年第6期824-833,共10页

针对表面改性SiC基底反射镜在空间光学系统中的应用,总结了该类反射镜在国内外的研究现状。概括了碳化硅基底反射镜的发展趋势。介绍了常用的碳化硅材料,分析了它们的性质。给出了几种常用的碳化硅镜坯制备工艺,包括成型、改性和不同的... 针对表面改性SiC基底反射镜在空间光学系统中的应用,总结了该类反射镜在国内外的研究现状。概括了碳化硅基底反射镜的发展趋势。介绍了常用的碳化硅材料,分析了它们的性质。给出了几种常用的碳化硅镜坯制备工艺,包括成型、改性和不同的抛光技术。通过对国内现有加工工艺和改性技术的分析,总结出了适应我国的表面改性碳化硅反射镜加工的发展方向。 展开更多

关键词 光学加工 碳化硅 碳化硅反射镜 表面改性

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Φ450mm口径空间天文相机轻量化碳化硅主反射镜组件设计 被引量：7

13

作者 凤良杰 成鹏飞 王炜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期183-189,共7页

针对某空间天文相机对轻量化、光学效率、杂光抑制与探测能力的需求,设计Φ450 mm口径碳化硅主反射镜,镜体轻量化率超过70%;选取线膨胀系数匹配的殷钢材料,设计基于两脚架柔性结构的侧面支撑以消除装配应力和热应力,通过渗硅改性获取高... 针对某空间天文相机对轻量化、光学效率、杂光抑制与探测能力的需求,设计Φ450 mm口径碳化硅主反射镜,镜体轻量化率超过70%;选取线膨胀系数匹配的殷钢材料,设计基于两脚架柔性结构的侧面支撑以消除装配应力和热应力,通过渗硅改性获取高反射率光学镜面。光学加工完成后反射镜质量7 kg,反射率优于98%。在严格的工艺条件控制下,对反射镜组件进行精密装配。光学检测结果表明,反射镜装配完成后面形误差优于0.02λRMS,与分析结果吻合。证明了空间天文相机主反射镜组件结构设计方案与装调工艺的合理性,满足空间天文相机光学设计要求。 展开更多

关键词 空间天文相机 碳化硅反射镜 轻量化设计 柔性支撑

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空间相机用碳化硅(SiC)反射镜的研究 被引量：30

14

作者 杨秉新 《航天返回与遥感》 2003年第1期15-18,共4页

根据空间光学遥感器发展的要求 ,提出碳化硅 (SiC)反射镜的研究 ,论述空间相机采用SiC反射镜的原因 ,介绍国外SiC反射镜发展概述 ,提出发展SiC反射镜的研究目标和应用方向。

关键词 空间相机 SiC反射镜 碳化硅反射镜 光学系统 制造

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Φ510mm SiC超轻量化反射镜的设计与有限元分析 被引量：22

15

作者 张媛媛 敬畏 +2 位作者 程云涛 胡桂涛 方敬忠 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1718-1724,共7页

针对Φ510mmSiC超轻量化反射镜的研制,提出了一剖面为船型、内部为正三角形、面板加密呈正六边形的轻量化结构。当设计重量为1.85kg时,通过调整各个结构参数与另外两种相同重量的轻量化结构进行了比较。结果表明,在同样背部6点支撑作用... 针对Φ510mmSiC超轻量化反射镜的研制,提出了一剖面为船型、内部为正三角形、面板加密呈正六边形的轻量化结构。当设计重量为1.85kg时,通过调整各个结构参数与另外两种相同重量的轻量化结构进行了比较。结果表明,在同样背部6点支撑作用下,该超轻量化结构在光轴指向天顶时由自重引起的面形(RMS)具有较大优势。利用Patran\Nastran有限元软件模拟计算了该超轻量化反射镜在光轴水平状态下的自重镜面变形,并对其进行了热力学及动力学特性分析。分析结果显示,该超轻量化反射镜各项指标均能满足使用要求。最终,根据设计结果试制加工了一块镜坯,初步加工后的重量约为2.2kg,面密度约为10.8kg/m2,已达到目前SiC超轻量化反射镜的先进水平。 展开更多

关键词 超轻量化反射镜 碳化硅反射镜 反应烧结 Patran/Nastran

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应用方位反向技术提取反射镜零重力面形 被引量：4

16

作者 杨利伟 李志来 +3 位作者 薛栋林 董得义 樊延超 曾雪锋 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第5期606-612,共7页

为了预估碳化硅反射镜在空间零重力环境下的面形精度,本文开展了在地面环境下利用方位反向技术提取碳化硅反射镜零重力面形的研究。首先,介绍了方位反向技术提取零重力面形的理论依据;其次,利用有限元分析软件,分析了方位反向对反射镜... 为了预估碳化硅反射镜在空间零重力环境下的面形精度,本文开展了在地面环境下利用方位反向技术提取碳化硅反射镜零重力面形的研究。首先,介绍了方位反向技术提取零重力面形的理论依据;其次,利用有限元分析软件,分析了方位反向对反射镜面形的影响;然后,按照试验流程,先后检测了反射镜在0°和180°状态的面形精度,计算两次检测数据的平均值,得到了反射镜零重力面形。结果表明:反射镜地面零重力面形误差RMS值为12.3 nm,能够满足设计指标要求。最后,对数据可信度进行了分析,确认了试验数据真实可信。该结果预示了反射镜在空间零重力环境下的面形精度,对反射镜光学加工与装调有重要的指导意义。 展开更多

关键词 方位反向 碳化硅反射镜 零重力面形 光学检测

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大口径轻质SiC反射镜的研究与应用 被引量：18

17

作者 赵汝成 包建勋 《中国光学》 EI CAS 2014年第4期552-558,共7页

介绍了大口径轻质碳化硅反射镜镜坯的基本结构、性能测试指标、国内应用及发展前景;阐述了碳化硅凝胶注模成型(Gel-casting)、反应烧结SiC(RB-SiC)与压力成型、常压烧结SiC(SSiC)两种国内主要制备大口径轻质碳化硅反射镜的方法;并对两... 介绍了大口径轻质碳化硅反射镜镜坯的基本结构、性能测试指标、国内应用及发展前景;阐述了碳化硅凝胶注模成型(Gel-casting)、反应烧结SiC(RB-SiC)与压力成型、常压烧结SiC(SSiC)两种国内主要制备大口径轻质碳化硅反射镜的方法;并对两种方法制备得到的1.45 m碳化硅镜坯的性能、测试数据及光学加工后的光学特性进行分析和比对,提出存在的问题,以供商榷,进而促进国内大口径轻质碳化硅反射镜的研究和发展。 展开更多

关键词 碳化硅 大口径碳化硅反射镜 制造工艺

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溅射工艺参数对硅薄膜微结构影响的Raman分析 被引量：3

18

作者 田桂 朱嘉琦 +2 位作者 韩杰才 姜春竹 贾泽纯 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1793-1797,共5页

为了解决碳化硅难以进行光学加工的问题,该文采用射频磁控溅射方法,在碳化硅反射镜坯体上沉积与碳化硅具有相近热膨胀系数且易于进行光学加工的硅薄膜。利用拉曼光谱(Raman)对衬底温度、射频功率、衬底偏压等溅射工艺条件对硅膜微结构... 为了解决碳化硅难以进行光学加工的问题,该文采用射频磁控溅射方法,在碳化硅反射镜坯体上沉积与碳化硅具有相近热膨胀系数且易于进行光学加工的硅薄膜。利用拉曼光谱(Raman)对衬底温度、射频功率、衬底偏压等溅射工艺条件对硅膜微结构的影响进行了分析。研究发现:随着衬底温度的升高,薄膜的晶化率先增大后减小;衬底偏压的增加不利于薄膜有序结构的形成;射频功率对薄膜微结构的影响比较复杂,随着功率的升高,薄膜晶粒尺寸减小,晶化率降低,当射频功率进一步升高时,薄膜中有序团簇尺寸和晶化率逐渐升高。但过高的射频功率反而不利于薄膜的晶化。 展开更多

关键词 碳化硅反射镜 硅薄膜 磁控溅射 拉曼散射

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光学系统、成像与分析

19

《中国光学与应用光学》 2007年第1期5-,共1页

关键词 光学系统 于晓光 太阳仿真器 光电工程 碳化硅反射镜 面形误差 镜体 柱透镜 拼接镜面 分块

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