[發(fā)明專利]反射式鏡面面型控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310226580.1
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103293662B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃磊;鞏馬理;閆平;柳強(qiáng);薛嶠;馮澤心;康少男;閆海波
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密光學(xué)儀器領(lǐng)域，具體涉及一種反射式鏡面面型控制裝置。

背景技術(shù)

變形鏡，又稱變形反射鏡，主要運(yùn)用于各種自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)之中，作為波前校正器件校正波前誤差，在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中起著極其重要的作用，是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中的重要部件之一，變形鏡的研究和發(fā)展關(guān)系到整個自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的校正能力和校正精度。

變形反射鏡式通過改變自己表面面形來補(bǔ)償波前相位畸變，可分為連續(xù)表面形和分立表面兩種類型.連續(xù)表面變形鏡，其優(yōu)點(diǎn)是可以得到連續(xù)的面形，校正精度高，其缺點(diǎn)是面形的變形量比較小。連續(xù)表面的變形反射鏡又可分為整體致動和分立致動兩種。整體致動主要有雙壓電變形鏡和薄模變形鏡，其特點(diǎn)是當(dāng)控制電壓作用于某一致動單元時，整個反射鏡面都將產(chǎn)生變形，這類變形鏡主要用于與曲率波前傳感器配合校正波前畸變的低階模式部分。分立致動變形鏡的一個特點(diǎn)是當(dāng)控制電壓作用于一個致動器時，只有該致動器相鄰區(qū)域產(chǎn)生局部變形。其中致動方向平行于鏡面時，致動器作用于反射鏡邊緣，只能用于校正離焦和像散等特定像差，因此在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)里的應(yīng)用受到了局限。致動方向垂直于鏡面的連續(xù)表面變形鏡可以校正各階像差，而且能達(dá)到很高的校正精度，因此成為自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一種波前校正器。

國內(nèi)在高調(diào)節(jié)度的可變形鏡系統(tǒng)方面的研究較早，在1986年即建立起了第一套激光波面校正系統(tǒng)（詳見學(xué)術(shù)報(bào)告文獻(xiàn)，姜文漢，自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，《中國工程院第二次院士大會學(xué)術(shù)報(bào)告匯編》，1995年7月），其調(diào)節(jié)口徑是70mm*70mm.從應(yīng)用上看，到目前為止，在這方面應(yīng)用最成功的就是美國勞倫斯·利費(fèi)莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的激光核聚變系統(tǒng)。他們采用由Beamlet公司研制成功的400mm*400mm的可變形鏡系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電磁制動器制動的方式，致動器采用六邊形布局方式，實(shí)現(xiàn)了大口徑（400mm*400mm）和較高調(diào)節(jié)精度的性能。其位移傳遞系統(tǒng)采用的方式是，致動器直接接觸彈性簧片，彈性簧片與能動光學(xué)鏡面粘連在一起。這樣致動器的正向運(yùn)動位移直接反應(yīng)到光學(xué)鏡面上，其負(fù)向位移則因彈性簧片的回復(fù)力來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有的靠彈簧回復(fù)力的變形鏡的結(jié)構(gòu)及復(fù)雜，因需要精密加工，制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)精度高的反射式鏡面面型控制裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反射式鏡面面型控制裝置，包括：至少一個鏡片，所述鏡片在接受作用力而產(chǎn)生形變，形變后的面形對照射在其上的光束的波前陣面有整形作用；底座，所述底座與所述鏡片相連，用于接受加熱/制冷單元的能量變化而產(chǎn)生形變，并將形變作用在所述鏡片上；至少一個所述加熱/制冷單元，所述加熱/制冷單元與所述底座相連，用于為所述底座的形變提供溫度條件；至少一個溫度探測器，所述溫度探測器與所述底座相連，用于探測經(jīng)加熱/制冷單元傳到在底座上發(fā)生的溫度變化值，以便進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述鏡片與所述底座之間為直接相連，或者通過鏡柱間接相連。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述加熱/制冷單元均勻分布或非均勻分布地安裝在所述底座的內(nèi)部或表面。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述溫度探測器均勻分布或非均勻分布地安裝在所述底座的內(nèi)部或表面。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述鏡片的厚度等于或大于或小于所述底座的厚度。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述底座中具有開槽，所述開槽用于改變所述底座的可形變調(diào)整區(qū)域。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述鏡片包括多個子鏡片疊加而成，和/或，所述底座包括多個子底座疊加而成。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述鏡片和所述底座的線脹系數(shù)不同。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述鏡片的材料為石英或玻璃。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)精度高，實(shí)時效率高，減少能耗，同時結(jié)構(gòu)成本很低并可實(shí)現(xiàn)小體積多調(diào)節(jié)點(diǎn)的高效小型變形鏡制作。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；