[發明專利]變形鏡

有效

• 申請號: 201310701623.7
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103645558A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 黃磊;鞏馬理;閆平;柳強;張海濤;康少男
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本發明涉及一種變形鏡，可應用于精密傳遞微小位移，并能用于改變能動光學的光學元件面形。

背景技術

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

變形反射鏡是通過改變自己表面面形來補償波前相位畸變，可分為連續表面形和分立表面兩種類型。

連續表面變形鏡，其優點是可以得到連續的面形，校正精度高，其缺點是面形的變形量比較小。連續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，其特點是當控制電壓作用于某一致動單元時，整個反射鏡面都將產生變形，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是當控制電壓作用于一個致動器時，只有該致動器相鄰區域產生局部變形。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，因此在自適應光學系統里的應用受到了局限。致動方向垂直于鏡面的連續表面變形鏡可以校正各階像差，而且能達到很高的校正精度，因此成為自適應光學系統中應用最廣的一種波前校正器。

國內在高調節度的可變形鏡系統方面的研究較早，在1986年即建立起了第一套激光波面校正系統（詳見學術報告文獻，姜文漢，自適應光學技術，《中國工程院第二次院士大會學術報告匯編》，1995年7月），其調節口徑是70mm*70mm。從應用上看，到目前為止，在這方面應用最成功的就是美國勞倫斯·利費莫爾國家實驗室的激光核聚變系統。他們采用由Beamlet公司研制成功的400mm*400mm的可變形鏡系統。該系統采用電磁制動器制動的方式，致動器采用六邊形布局方式，實現了大口徑（400mm*400mm）和較高調節精度的性能。其位移傳遞系統采用的方式是，致動器直接接觸彈性簧片，彈性簧片與能動光學鏡面粘連在一起。這樣致動器的正向運動位移直接反應到光學鏡面上，其負向位移則因彈性簧片的回復力來實現。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種可以改變能動光學的光學元件面形，并且能夠達到較高的調節精度的變形鏡。

根據本發明實施例的變形鏡，包括：基座，所述基座上具有沿上下方向貫通所述基座的致動通道；壓電驅動器，所述壓電驅動器安裝在所述致動通道內且所述壓電驅動器的推進頭突出于所述基座的上表面；致動通道封閉片，所述致動通道封閉片與所述基座相連以將所述壓電驅動器封閉在所述致動通道內；和鏡體，所述鏡體與所述壓電驅動器的推進頭相連。

根據本發明實施例的變形鏡，采用壓電驅動器提供預緊力，使變形鏡產生形變，可以改變能動光學的光學元件面形，并且能夠達到較高的調節精度。

另外，根據本發明上述實施例的變形鏡還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一個示例，所述壓電驅動器包括金屬外殼和設在所述金屬外殼內的壓電陶瓷。

根據本發明的一個示例，所述金屬外殼構造成彈簧狀。

根據本發明的一個示例，所述壓電陶瓷與所述金屬外殼過盈配合。

根據本發明的一個示例，所述變形鏡還包括微調旋鈕，所述致動通道封閉片上具有與所述微調旋鈕相適配的通孔，所述微調旋鈕設在所述致動通道封閉片上且與所述壓電驅動器的下端相連。

根據本發明的一個示例，所述變形鏡還包括碟簧，所述碟簧設在所述致動通道內，所述壓電驅動器的推進頭穿過所述碟簧。

本發明的附加方面和優點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，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明一個實施例的變形鏡的示意圖；和

圖2是根據本發明一個實施例的變形鏡的壓電驅動器的示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。