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目錄

原書第4版譯者序

原書第3版譯者序

原書第4版前言

作者簡介

第1章影響反射鏡性能的因素

1.1概述

1.2公差、誤差預算量和誤差疊加

1.3重力變形

1.4剪切效應造成反射鏡變形

1.5安裝工藝造成反射鏡變形

1.6動態(tài)效應造成反射鏡變形

1.7基頻

1.7.1垂軸反射鏡的鼓膜頻率

1.7.2軸對稱反射鏡的剛體基頻

1.7.3阻尼

1.8剛體對動態(tài)激勵的響應

1.8.1位移

1.8.2對隨機振動的響應

1.8.3對機械沖擊的響應

1.9熱效應

1.9.1溫度均勻變化

1.9.2溫度梯度

1.9.3熱膨脹系數(shù)的各向異性

1.9.4雙金屬彎曲效應

參考文獻

第2章大型反射鏡設計

2.1概述

2.2大型反射鏡特性

2.2.1定義

2.2.2輕質(zhì)反射鏡結(jié)構(gòu)

2.2.3重量評價系數(shù)

2.2.4結(jié)構(gòu)評價系數(shù)

2.2.5熱評價系數(shù)

2.3反射鏡發(fā)展歷史

2.3.1鏡用合金（鏡青銅）反射鏡

2.3.2鑄玻璃反射鏡

2.3.3低膨脹反射鏡材料

2.3.4厚度減薄

2.3.5骨架式和組合式熔凝結(jié)構(gòu)

2.3.6玻璃焊接基板

2.3.7機械加工蜂窩芯反射鏡

2.3.8拼接反射鏡

2.3.9旋鑄反射鏡

2.4大型反射鏡設計過程

2.5薄反射鏡設計

2.5.1平后表面薄反射鏡

2.5.2薄彎月形反射鏡

2.6背面具有特定輪廓的實心反射鏡

2.7輕質(zhì)結(jié)構(gòu)反射鏡

2.7.1夾層反射鏡

2.7.2背面開放式反射鏡結(jié)構(gòu)

2.8半剛性/主動式超輕型反射鏡

2.9輕質(zhì)反射鏡的比例關系

參考文獻

第3章光軸水平放置的大孔徑反射鏡安裝技術

3.1概述

3.2重力影響

3.3Ｖ形安裝技術

3.4多點側(cè)面支撐技術

3.5理想的徑向安裝技術

3.6水銀管徑向安裝技術

3.7帶式和滾輪鏈式安裝技術

3.8推拉鏡座

3.9動態(tài)松弛法和有限元分析法比較

參考文獻

第4章光軸垂直放置的大孔徑反射鏡安裝技術

4.1概述

4.2概念設計

4.3環(huán)形鏡座

4.4空氣袋（氣囊）支撐技術

4.5多點支撐技術

4.5.1 三點支撐技術

4.5.2 Hindle支撐技術

4.5.3 平衡安裝技術

4.5.4 氣壓／液壓鏡座

4.6 計量安裝技術

4.6.1 36點氣壓計量安裝技術

4.6.2 27點液壓計量安裝技術

4.6.3 52點彈簧矩陣計量安裝技術

4.6.4拋光期間的橫向約束

參考文獻

第5章大孔徑、變方位反射鏡的安裝技術

5.1概述

5.2一般情況

5.3限定系統(tǒng)

5.4多點支撐技術

5.4.1簡介

5.4.2歷史背景

5.4.3比例法則

5.4.4半側(cè)無限大平板理論

5.4.5襯墊尺寸的影響

5.5機械浮動安裝技術

5.6液壓／氣動安裝技術

5.6.1歷史背景

5.6.2雙子星望遠鏡

5.6.3新型多反射鏡式望遠鏡

5.7反射鏡的中心安裝技術

5.8雙拱反射鏡的安裝技術

5.9反射鏡的雙腳架安裝技術

5.10薄面板反射鏡的安裝技術

5.10.1一般要求

5.10.2拼接式反射鏡

5.10.3自適應反射鏡系統(tǒng)

5.10.3.1先進的電光系統(tǒng)望遠鏡

5.10.3.2多反射鏡式望遠鏡的自適應次鏡

5.11大型空間反射鏡的安裝技術

5.11.1哈勃空間望遠鏡

5.11.2Chandra Ｘ射線望遠鏡

5.12反射鏡的轉(zhuǎn)運

參考文獻

第6章金屬反射鏡的設計和安裝技術

6.1概述

6.2金屬反射鏡的一般要求

6.3鋁反射鏡

6.3.1鑄鋁反射鏡

6.3.2機加成形鋁反射鏡

6.3.3焊接成形鋁反射鏡

6.4鈹反射鏡

6.5其他材料金屬反射鏡

6.5.1銅反射鏡

6.5.2鉬反射鏡

6.5.3碳化硅反射鏡

6.6由泡沫和金屬基蜂窩心組成的反射鏡

6.7金屬反射鏡的鍍膜

6.8金屬反射鏡的單刃金剛石切削加工技術

6.9金屬反射鏡的傳統(tǒng)安裝技術

6.10金屬反射鏡的集成式安裝技術

6.11大型金屬反射鏡的撓性安裝技術

6.12多個單刃金剛石切削零件的連接、裝配和對準

參考文獻

第7章光學儀器結(jié)構(gòu)設計

7.1概述

7.2剛性框架設計方案

7.2.1透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)

7.2.2軍用雙目望遠鏡

7.2.3民用雙目望遠鏡

7.2.4坦克潛望鏡

7.2.5星載分光輻射度計照相機

7.2.6大孔徑航空照相物鏡

7.2.7熱穩(wěn)定光學結(jié)構(gòu)

7.3模塊化設計原理和實例

7.3.1注模成形的塑料模塊

7.3.2模塊化軍用雙目望遠鏡

7.3.3應用于空間探索領域中的模塊化分光儀

7.3.4雙準直儀模塊

7.4適應高沖擊負荷的結(jié)構(gòu)設計

7.5無熱化結(jié)構(gòu)設計

7.5.1同一種材料制造的儀器

7.5.1.1紅外天文衛(wèi)星望遠鏡

7.5.1.2斯皮策(Spitzer)空間望遠鏡

7.5.1.3應用SPDT技術加工光學元件及元件間界面的望遠鏡

7.5.2焦距主動控制技術

7.5.3使用計量結(jié)構(gòu)無熱化的儀器

7.5.3.1軌道天文臺

7.5.3.2地球同步環(huán)境衛(wèi)星

7.5.3.3深空成像多目標光譜儀

7.5.3.4多角度成像光譜輻射計的無熱化設計

7.5.3.5哈勃空間望遠鏡桁架結(jié)構(gòu)的無熱化設計

7.5.3.6星系演化探測器的無熱化設計

7.5.4折射光學系統(tǒng)的無熱化技術

7.6望遠鏡鏡筒結(jié)構(gòu)的幾何形狀

7.6.1賽路里（Serrurier）桁架

7.6.2新型多反射鏡式望遠鏡

7.6.3N層桁架

7.6.4錢德拉（Chandra）望遠鏡

7.6.5具有微小重力變形和風載變形的桁架結(jié)構(gòu)

7.6.6靜定空間的框架結(jié)構(gòu)

7.7望遠鏡鏡筒的其他結(jié)構(gòu)形式

7.8配重補償技術

7.9光學補償變形技術

7.10光機結(jié)構(gòu)的摩擦和磨損

7.11光學儀器的密封、清潔和干燥技術

參考文獻

第8章新興反射鏡技術

8.1概述

8.2歷史背景

8.3硅

8.3.1同步加速器中的應用

8.3.2定向能量武器應用

8.4碳化硅

8.4.1燒結(jié)碳化硅

8.4.2反應燒結(jié)碳化硅

8.4.3轉(zhuǎn)化碳化硅

8.4.4化學蒸鍍碳化硅

8.5未來發(fā)展方向

參考文獻

附錄

附錄A術語匯編

附錄B單位及其換算

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前言/序言

原書第4版前言

第4版的許多內(nèi)容都不同于前面三版：另一位作者Daniel Vukobratovich先生在材料、光機系統(tǒng)設計、光學儀器分析、大型反射鏡和結(jié)構(gòu)方面具有淵博的專業(yè)知識，承擔了本書該部分內(nèi)容的撰寫工作；Jan Nijenhuis撰寫了新的一章，綜述了撓性機構(gòu)的運動學特性和應用；另外幾位光機專家撰寫了其他非常重要的幾個章節(jié)。為了向讀者展示如何利用本書介紹的理論、公式和分析方法，還對一些章節(jié)內(nèi)容進行了擴充，介紹了總計110個設計實例。第4版以兩卷形式出版，將擴充后的內(nèi)容、新插圖、數(shù)據(jù)表格和參考文獻緊密聯(lián)系在一起，兩卷的書名分別是《光機組件的設計和分析》和《大型反射鏡和結(jié)構(gòu)的設計與分析》，分別側(cè)重不同的研究范圍和技術重心。

卷Ⅰ主要介紹的是小型光學裝置，闡述了光機的設計過程、相關環(huán)境影響，列表給出了材料的最新關鍵數(shù)據(jù)，以插圖形式描述了單透鏡和多透鏡的多種安裝方法、光窗及類似組件的典型設計和安裝方式、多種類型棱鏡的設計和安裝技術、小型反射鏡的設計和安裝技術、撓性運動機構(gòu)的設計和優(yōu)點、各種光機界面的分析技術，以及如何確定玻璃材料強度及光學裝置應力的方法，并介紹了溫度變化對光機組件的影響。

卷Ⅱ重點介紹的是大型光學系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)件的設計和安裝，包括一些新的和重要的光學系統(tǒng)。該卷詳細討論了以下內(nèi)容：影響大型反射鏡性能的因素；超大單片、多片拼接以及輕型反射鏡的設計和制造技術；光軸處于垂直、水平和可變方向的大型反射鏡的安裝技術；金屬和復合材料反射鏡與玻璃反射鏡的異同之處；光學儀器結(jié)構(gòu)設計的關鍵技術；新興技術——硅和碳化硅材料，在反射鏡系統(tǒng)中的應用和發(fā)展史，以及其他類型組件的光學應用。

第4版對保留的前三版的相關內(nèi)容和材料進行了修訂，保留了合適的部分，并補充了許多新的材料，使本書更有益于讀者。此外，增加了許多新的插圖。作者非常贊同Jacobs（1943）的思想：“有時候需要對某些細節(jié)的描述采用夸大的手法，否則不可能繪制出清晰的光學儀器功能的圖樣，雖然有時這些夸張會導致技術的不合理性”。將許多此類圖樣裝配在一起的目的是為了指導而非精確表示一個原始物體，因此，本書對認為是合適的一些細節(jié)做了夸張。

本書以國際單位制（SI）和美國慣用單位（USC）兩種單位制來表示如材料性質(zhì)和尺寸之類的參數(shù)。利用本書后面給出的變換系數(shù)，很容易從一種單位制轉(zhuǎn)換到另一種單位制。

Yoder先生真誠感謝另外5位作者對解釋本書相關重要內(nèi)容做出的努力，他們大大擴展了本書各個主題的內(nèi)容，增加了本書的潛在應用性。文前部分給出了對本書編撰做出貢獻的幾位作者的照片和簡介。

參 考 文 獻

［1］Jacobs，DH，F(xiàn)undamentals of Optical Engineering，McGrawHill book Company，Inc， New York，1943，pvi

注：MATLAB是美國MathWorks公司的注冊商標，相關產(chǎn)品的資料，請與該公司聯(lián)系。

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