[發明專利]一種復合式波前校正器

在審

• 申請號: 201410010120.X
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103744177A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 薛麗霞;張小軍;官春林
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 孟卜娟

技術領域

本發明適用于自適應光學系統的波前校正領域，具體涉及一種復合式波前校正器，可同時校正低階傾斜波像差和高階波像差。

背景技術

傳統的自適應光學系統通過一個單獨的傾斜鏡來校正低階的傾斜波像差，一個變形鏡來校正高階的波像差，以保證變形鏡的校正能力不會耗盡在校正低階波像差上。

常規的傾斜鏡結構，驅動器連接在鏡面下部，鏡面與驅動器的轉動中心不重合，鏡面轉動時會帶來光束的平移，同時，由于驅動器與鏡面直接相聯，驅動器加電產生所需要的傾斜波像差校正量時會使得反射鏡鏡面面形產生變化。該面形變化通過變形鏡來補償，從而使變形鏡的有效校正能力下降。

本發明提及的復合式波前校正器是由傾斜結構提供低階傾斜波像差校正，變形鏡提供高階波像差校正，通過連接結構將傾斜結構與變形鏡連接在一起，可實現同時校正低階傾斜波像差和高階波像差的目的。同時，傾斜結構的轉動中心與變形鏡中心在一個點上，有效避免了因轉動中心不重合引起的光束平移。復合式波前校正器集合了傾斜鏡和變形鏡的功能，在自適應光學系統應用中，可減少光路的光學反射元件數，降低系統光能損失。在系統布局要求緊湊以及系統光能效率要求較高時，尤其是在人造信標自適應光學系統中具有明顯優勢。

公開號為US7172299的美國專利公開了一種復合式波前校正器，傾斜結構采用三點驅動，旁側各有一個支柱，提供支撐和增強剛度，但支柱結構會約束傾斜驅動量。該復合式波前校正機構的變形鏡底部沒有支撐結構。本發明所提及的結構中增加了支撐結構，可減輕連接結構及內部變形鏡高速轉動時對傾斜結構的作用力，有益于保護微驅動部件。

發明內容

本發明要解決的問題是設計一種可同時校正低階傾斜波像差和高階波像差的復合式波前校正器，集傾斜鏡與變形鏡功能于一體，其結構緊湊，可減少光路的光學反射元件數，降低系統光能損失。

本發明所采用的技術方案是：一種復合式波前校正器，可同時校正低階傾斜波像差和其它高階波像差，其特征在于由底座、傾斜結構、連接結構、變形鏡和支撐結構組成，傾斜結構一端固定在底座上，另一端通過柔性鉸鏈與連接結構相連，變形鏡整體固定在連接結構內，變形鏡鏡面的中心與傾斜結構的轉動中心重合；支撐結構的一端固定在底座上，另一端支撐在連接結構的底部。

進一步的，所述的傾斜結構，由四個微驅動部件組成，對稱分布固定在底座上，提供二維的傾斜輸出和支撐剛度。

進一步的，所述的微驅動部件，可以是壓電陶瓷（PZT）驅動器，也可以是電致伸縮（PMN）驅動器，也可以是力驅動器。

進一步的，所述的力驅動器包括音圈電機。

進一步的，將一個壓電陶瓷驅動器作為一個所述的微驅動部件，其上部與柔性鉸鏈連接形成一個驅動單元，驅動單元固定在底座上，形成4點對稱的二維傾斜結構，確保其上端面位于同一水平面；同時將變形鏡固定在連接結構的中孔底部；然后將支撐結構通過螺紋固定在底座上，上端支撐在連接結構的底部，最后緊固連接結構與柔性鉸鏈的連接，將變形鏡的導線和驅動單元的導線通過底座的孔引出。

本技術與現有技術相比具有的優點：

1)本發明所公開的新型復合式波前校正器，與US7172299的美國專利相比，由于采用了四點對稱的傾斜機構，消除了傾斜轉動的耦合，控制算法簡單。

2)本發明所公開的新型復合式波前校正器，由于變形鏡底部采用了加預緊的彈簧支撐結構，可減輕連接結構以及內部變形鏡高速轉動時對傾斜結構的作用力，有益于保護微驅動部件。

3)本發明所公開的新型復合式波前校正器，由于采用了連接結構，使得傾斜結構的轉動中心與變形鏡鏡面的中心重合，避免了常規傾斜鏡結構所帶來的光束平移的問題。

4)本發明所公開的新型復合式波前校正器，由于采用了連接結構，使得傾斜結構不直接與鏡面相連，避免了傾斜結構加電驅動引起的鏡面變形。

附圖說明

圖1復合式波前校正結構原理圖；

圖2復合式波前校正器的連接示意圖；

圖中附圖標記的說明如下：1.底座，2.支撐結構，3.微驅動部件，4.柔性鉸鏈，5.連接結構，6.變形鏡。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施方式進一步說明本發明。

如圖1所示，由四個微驅動部件3組成的傾斜結構對稱固定在底座1上，提供二維的傾斜輸出和支撐剛度；連接結構5通過柔性鉸鏈4與傾斜結構相連；變形鏡6固定在連接機構5的中心，支撐結構2一端固定在底座上，另一端支撐在連接結構5的底部。