1. 軸外 3 ミラー システムの愛憎: ピーク性能とアセンブリの深淵 軸外 3 ミラー システムの利点は明らかです。中心のオクルージョンが排除され、システムの変調伝達関数 (MTF) が大幅に向上し、優れた収差補正機能を備えています。しかし、組み立てエンジニアにとって、これは非常に扱いにくい「敵」です。
◆ 悪夢のような自由度: 一般的な軸外 3 ミラー システム (一次ミラー、二次ミラー、三次ミラー) には、最大 18 の空間自由度があります。各要素のわずかな偏心、傾き、または軸方向の間隔でさえも、結合して複雑な重畳収差を生成する可能性があります。
◆ 複雑なリファレンスの転送: 従来のアセンブリは、マルチレベルの機械的リファレンスの転送に大きく依存しています。一次ミラーから二次ミラー、そして二次ミラーから三次ミラーへの移行の各ステップでは、機械加工や位置決めの繰り返しによる累積誤差が生じ、組み立てプロセスが「ブラインドサーチ」のように感じられます。
◆ 経験と時間への極度の依存: 以前は、高性能ペイロードを収束するには、上級エンジニアが繰り返しの学習とデバッグに数週間、場合によっては数か月を費やすことがよくありました。 「迅速な納品と大量生産」が求められる今日の商業宇宙産業では、このモデルはもはや持続可能ではありません。
軸外の 3 つのリフレクターの経路図
2. Zhixing ソリューション: 主ミラーと副ミラーの共通基準 CGH を共有することで、組み立てと調整の「寸法の削減」を実現します。従来の組み立てと調整における複雑な基準伝達への依存を排除するために、Zhixing Optics はより現代的なエンジニアリング アプローチを提案しています。それは、CGH (計算ホログラム) を使用して、製造段階で主鏡と副鏡の相対的な姿勢をデジタル的にロックするというものです。当社は、同じ CGH 基板上に主ミラー (PM) と副ミラー (TM) の補償位相を直接設計し、半導体グレードのフォトリソグラフィーを通じて両方のミラーの統合リファレンスを実現します。
◆ 18 次元から 6 次元へのロジック変換: 元々、主ミラー、副ミラー、および TM ミラーにはそれぞれ 6 自由度があり、合計 18 の自由度がありました。高精度 CGH を使用して主ミラーと TM ミラーの間の相対的な幾何学的関係をロックした後、これらの 12 自由度は光学リファレンス上で「ゼロ化」されます。アセンブリ全体については、もともと複雑だったシステム全体の探索が、副鏡の位置と 6 自由度のシステム全体のアライメントの調整のみに簡略化されます。
軸外 3 ミラー CGH 光路図
◆ 絶対精度を保証する半導体プロセス: 高度なフォトリソグラフィー装置の助けにより、CGH 表面パターンのエッチング精度はサブミクロン レベルに達します。これは、3 つのメインミラー間の相対位置精度が CGH 加工段階で決定されることを意味し、その安定性と精度は機械工具や手動測定をはるかに上回ります。
オフアクシス3逆実装CGHの全体レイアウト模式図
◆「複雑な組立・調整」から「面形状検出」への次元削減：このモードでは組立・調整作業が簡略化され、主鏡と3枚の鏡の面形状縞を同時に調整すれば、相対的な空間姿勢は理論上の設計値に自動的に到達します。複雑な組み立てと調整のプロセスは、2 つのミラーの表面形状検出の難しさに直接「軽減」されます。
メインレンズ3本のセットアップと調整結果（左：メインレンズ、右：レンズ3本）。
3. なぜ商業宇宙飛行にはこの「確実性」が必要なのでしょうか? 「大量生産」と「ペースの速さ」がキーワードである今日の業界では、効率が競争上の主要な利点となります。
◆ 個人の経験への依存の排除：デジタルベンチマークにより、組み立てと調整のプロセスが標準化されます。一般の技術者でも干渉縞の読み取りとCGHの使用さえできれば、これまで一流の専門家が必要とした高難易度のアライメントを効率よく完了できます。
◆ プロジェクト サイクルの急速な短縮: 干渉を 12 自由度削減することは、ほとんどの誤差結合を排除することを意味します。組み立てと調整のプロセスは「無秩序な探索」から「方向性の収束」に変わり、全体の組み立てサイクルが数週間から数日に短縮されます。
◆ バッチ生産の一貫性への適応: すべての衛星ペイロードは、デジタル座標の「マスター テンプレート」の同じセットを使用し、ペイロード パフォーマンスの高度な一貫性を保証します。これは、商業宇宙飛行における大規模コンステレーション ネットワーキングのための強固な技術基盤です。結論: 商業宇宙飛行という競争の場で、私たちが必要としているのは、もはや「芸術品」の細心の注意を払った職人技ではなく、「工業製品」の精度と効率です。 Zhixing Optics は、共通のベンチマーク CGH テクノロジーを通じて、精密な光学アセンブリと調整の障壁を下げ、デジタル ベンチマークによるプロジェクトの実現を加速します。 Zhixing Optics は、複雑な光学システムの効率的な閉ループ動作の実現を支援します。
