[發明專利]一種可變曲率反射鏡裝置

無效

• 申請號: 201010108376.6
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN102147524A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 張治國;張增寶;金玉奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及反射鏡，具體地說是改變反射鏡曲率的一種裝置。

背景技術

主動光學裝置是通過外力作用使反射鏡表面面形發生變化，使反射鏡面形達到所期望的形狀。變曲率反射鏡是一種簡單的自適應光學裝置，只是通過外力使反射鏡曲率發生變化。

目前實現變曲率反射鏡方法很多，主要有使用多個驅動器共同作用改變曲率；使用液壓裝置調節壓力改變曲率；使用一個直接作用于光學元件中心的驅動器改變曲率。多個驅動器和液壓方法系統復雜，需要精密控制；直接驅動器作用會導致反射鏡變形既不是球面也不是拋物面形，施加力越大，反射鏡表面變形與球面偏差越大，引入較大的其它相差。

本發明結構簡單，反射鏡表面變形為拋物面形，在較大推力調節范圍內非常接近球面變形。

發明內容

在某些光學系統中，需要使用可變曲率的反射鏡來調節系統參數或校正球面像差。本發明就是用來實現可變曲率反射鏡的一種裝置，解決了現有變曲率反射鏡技術結構和控制復雜、制造成本高、變形與球面偏差大等缺點。

本發明的技術方案是：

一種可變曲率反射鏡裝置，包括反射鏡、支撐環、驅動環、壓電陶瓷驅動器、后蓋板，

驅動環為環狀結構，支撐環為帶固定臂的環狀結構，支撐環通過固定臂與后蓋板相固接，在支撐環和后蓋板之間依次設置有反射鏡、驅動環和壓電陶瓷驅動器；

壓電陶瓷驅動器的一端與后蓋板相貼接，另一端與驅動環相貼接；反射鏡的工作面一側與支撐環相貼接，另一側與驅動環相貼接。

支撐環與驅動環的直徑不同；驅動環、反射鏡、支撐環共軸，并與壓電陶瓷驅動器產生的推力共線；驅動環和支撐環與反射鏡接觸面為圓環形。

本發明使用一個壓電陶瓷驅動器產生推力，通過驅動環傳遞推力到反射鏡后表面，支撐環固定并與反射鏡前表面接觸，壓電陶瓷驅動器、驅動環、反射鏡、支撐環共軸心，驅動環和支撐環半徑不同，反射鏡放置于驅動環與支撐環之間，在驅動環與支撐環作用力與反作用力的共同作用下，反射鏡產生近似球面的變形，達到改變反射鏡曲率的目的。

本發明的有益效果：

1、只使用一個壓電陶瓷驅動器即可改變反射鏡曲率；只使用一個驅動器，結構和控制簡單，無需外圍輔助設備；

2、制造成本低；

3、支撐環部件位置固定，不會因推力作用而沿軸心產生位移，驅動環部件可在推力作用下沿軸心移動，驅動環和支撐環在垂軸平面內不產生位移；在力的作用下反射鏡產生拋物面形變形，在較大推力調節范圍內變形非常接近球面變形。

附圖說明

圖1、裝置結構剖面圖；

圖2、裝置未施加推力簡圖；

圖3、裝置施加推力簡圖。圖中：1、支撐環，2、反射鏡，3、驅動環，4、壓電陶瓷驅動器，5、后蓋板，6、驅動環推力，7、支撐環反作用力。

具體實施方式

本發明其主要思路是利用一個壓電陶瓷驅動器產生推力，通過特定的機械結構傳遞推力，使反射鏡產生拋物面形的微小變形，達到改變反射鏡曲率的目的。壓電陶瓷驅動器推力沿軸心作用于與反射鏡后表面為環形接觸面的機械部件上，反射鏡前表面支撐結構也為環形，驅動環與支撐環共軸但半徑不同，壓電陶瓷驅動器產生的推力通過驅動環作用于反射鏡，在驅動環與支撐環的共同作用下，反射鏡產生形變，該形變在支撐環內為拋物面形，當形變為微小量時，可近似為球面，反射鏡的曲率在力的作用下而改變。

本發明具體實施如附圖1所示，反射鏡2放置在支撐環1與驅動環3之間，壓電陶瓷驅動器4前表面與驅動環緊密接觸，壓電陶瓷4后表面與后蓋板5緊密接觸，后蓋板5與支撐環1連接固緊，支撐環1、反射鏡2、驅動環3、壓電陶瓷驅動器4共軸，支撐環1固定。

壓如附圖2、3所示，當電陶瓷驅動器4增加電壓，長度增長，推力通過驅動環3傳遞到與反射鏡后表面接觸的環形接觸面上，產生驅動環推力6，因支撐環1固定不會因推力作用發生位移，驅動環3在力的作用下發生沿軸方向的位移，支撐環1與反射鏡2前表面接觸的環形接觸面產生支撐環反作用力7，在驅動環推力6和支撐環反作用力7作用下，反射鏡2產生彈性變形，曲率隨之改變。

使用一個壓電陶瓷驅動器，推力沿軸方向作用于與反射鏡后表面接觸面為環形的機械部件，該部件可沿軸移動，反射鏡前表面與一固定的環形機械部件接觸，前后表面環形接觸面半徑不同。壓電陶瓷沿軸心的推力通過反射鏡后表面驅動環的傳遞，均勻分布在后表面的環形接觸面上，在后表面環形推力和前表面環形反作用力共同作用下，反射鏡產生近似球面變形，曲率也隨之改變。