1. Off-Axis 3-Mirror 시스템에 대한 사랑과 증오: 최고 성능 vs. Assembly Abyss Off-Axis 3-Mirror 시스템의 장점은 분명합니다. 중심 폐색을 제거하고 시스템의 MTF(변조 전달 기능)를 크게 향상하며 탁월한 수차 보정 기능을 갖추고 있습니다. 그러나 조립 엔지니어에게는 길들이기가 매우 어려운 "상대"입니다.
◆ 자유도의 악몽: 일반적인 축외 3개 거울 시스템(1차 거울, 2차 거울, 3차 거울)은 최대 18개의 공간 자유도를 갖습니다. 각 요소의 약간의 편심, 기울기 또는 축 간격도 결합되어 복잡한 중첩 수차를 생성할 수 있습니다.
◆ 복합 참조 전송: 기존 어셈블리는 다중 레벨 기계적 참조 전송에 크게 의존합니다. 1차 미러에서 2차 미러로, 그리고 2차 미러에서 3차 미러로 전환하는 각 단계에는 가공 및 반복 위치 지정으로 인해 누적된 오류가 발생하므로 조립 프로세스가 "맹목적인 검색"처럼 느껴집니다.
◆ 경험과 시간에 대한 극도의 의존성: 과거에는 고성능 페이로드의 융합을 위해 수석 엔지니어가 몇 주, 심지어 몇 달 동안 반복적으로 연구하고 디버깅해야 했습니다. '신속한 납품과 대량생산'을 요구하는 오늘날의 상업용 우주산업에서 이 모델은 더 이상 지속 가능하지 않다.
축외 3개 반사경 경로 다이어그램
2. Zhixing 솔루션: 1차 및 2차 미러에 대한 공통 참조 CGH를 공유하여 조립 및 조정 시 "차원 축소"를 달성합니다. 전통적인 조립 및 조정에서 복잡한 기준 전송에 대한 의존성을 제거하기 위해 Zhixing Optics는 보다 현대적인 엔지니어링 접근 방식을 제안합니다. 즉, CGH(전산 홀로그램)를 사용하여 제조 단계에서 주 거울과 보조 거울의 상대적 위치를 디지털 방식으로 잠그는 것입니다. 우리는 동일한 CGH 기판에서 주 거울(PM)과 보조 거울(TM)의 보상 단계를 직접 설계하여 반도체급 사진 석판술을 통해 두 거울에 대한 통합 기준을 달성합니다.
◆ 18차원에서 6차원으로의 논리 변환: 원래 1차, 2차 및 TM 거울은 각각 6개의 자유도를 갖고 있어 총 18개입니다. 고정밀 CGH를 사용하여 1차 거울과 TM 거울 사이의 상대적인 기하학적 관계를 잠근 후 이러한 12개의 자유도는 광학 참조에서 "제로 아웃"됩니다. 전체 어셈블리의 경우 원래 복잡했던 시스템 전체 검색이 보조 미러 위치와 6자유도의 전체 시스템 정렬만 조정하는 것으로 단순화되었습니다.
축외 3개 거울 CGH 광 경로 다이어그램
◆ 반도체 공정은 절대적인 정밀도를 보장합니다. 첨단 포토리소그래피 장비의 도움으로 CGH 표면 패턴의 에칭 정밀도는 서브미크론 수준에 도달할 수 있습니다. 이는 세 개의 메인 미러 사이의 상대적인 위치 정확도가 CGH 처리 단계에서 결정되며 그 안정성과 정밀도가 기계적 툴링 및 수동 측정의 정확도를 훨씬 능가한다는 것을 의미합니다.
축외 3역 장착 CGH의 전체 레이아웃에 대한 개략도
◆ "복잡한 조립 및 조정"에서 "표면 형상 감지"로의 치수 감소: 이 모드에서는 조립 및 조정 작업이 다음과 같이 단순화됩니다. 주 미러와 세 개의 미러의 표면 형상 가장자리가 동시에 조정되는 한, 상대적 공간 포즈는 자동으로 이론적인 설계 값에 도달합니다. 복잡한 조립 및 조정 과정은 두 거울의 표면 형상 감지의 어려움으로 직접적으로 "감소"됩니다.
메인 렌즈 3종의 설정 및 조정 결과(왼쪽: 메인 렌즈, 오른쪽: 렌즈 3종).
3. 상업용 우주비행에 왜 이러한 "확실성"이 필요한가요? "대량 생산"과 "빠른 속도"가 핵심 단어인 오늘날 산업에서는 효율성이 핵심 경쟁 우위입니다.
◆ 개인적인 경험에 대한 의존 제거: 디지털 벤치마크는 조립 및 조정 프로세스를 표준화합니다. 일반 엔지니어가 간섭 줄무늬를 읽고 CGH를 사용할 수 있는 한, 이전에는 최고 전문가가 필요했던 고난도 정렬을 효율적으로 완료할 수 있습니다.
◆ 프로젝트 주기의 급속한 단축: 간섭을 자유도 12로 줄이는 것은 대부분의 오류 결합을 제거한다는 것을 의미합니다. 조립 및 조정 프로세스가 '무질서한 검색'에서 '방향 수렴'으로 변경되어 전체 조립 주기가 몇 주에서 며칠로 단축됩니다.
◆ 일괄 생산 일관성에 적응: 모든 위성 페이로드는 동일한 디지털 좌표 "마스터 템플릿" 세트를 사용하여 페이로드 성능의 높은 수준의 일관성을 보장합니다. 이는 상업용 우주비행에서 대규모 별자리 네트워킹을 위한 견고한 기술 기반입니다. 결론: 상업용 우주 비행의 경쟁 분야에서 우리에게 필요한 것은 더 이상 "예술 작품"의 세심한 장인 정신이 아니라 "산업 제품"의 정확성과 효율성입니다. Zhixing Optics는 공통 벤치마크 CGH 기술을 통해 정밀 광학 조립 및 조정에 대한 장벽을 낮추고 디지털 벤치마크를 통해 프로젝트 납품을 가속화합니다. Zhixing Optics는 복잡한 광학 시스템이 효율적인 폐쇄 루프 작동을 달성하도록 돕습니다.
