[發明專利]橫向壓電驅動變形鏡及其裝配方法

在審

• 申請號: 201711339099.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107942508A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 鐵貴鵬;戴一帆;關朝亮;范占斌;寧禹;劉俊峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 厲田

技術領域

本發明屬于光學自適應光學系統的波前校正領域，具體涉及一種橫向壓電驅動變形鏡及其裝配方法，其用于校正激光器等光學系統的波前像差。

背景技術

應用廣泛的橫向壓電變形鏡是自適應光學系統的核心器件。其構造包含反射鏡片、粘結層、壓電陶瓷片、支撐夾具等。這些結構對變形鏡的性能都有一定的影響，進而影響自適應系統的實用性。變形鏡的性能指標主要有變形量、諧振頻率、空間像差擬合精度、穩定性等。

變形鏡裝夾方式對影響函數、變形量及器件整體的共振頻率都有影響，除了最初采用的周邊緊支撐固定外，還有中心支撐邊緣自由方式和邊緣均勻支撐方式。其中，周邊緊支撐最為常見，其邊界均勻固定且穩定，但限制了鏡面的傾斜和旋轉，自由度和行程受到制約。中心支撐邊緣自由方式形變率高，但對面形的控制提出很高的要求。邊緣均勻支撐方式兼顧前兩種的優勢，但工藝上難以滿足。

為了提升變形量而不降低其它特性，許多改良版的支撐方式陸續出現。“L”形四點支撐，降低了鏡面的穩定性和共振頻率；多圓柱電極和非電極區域固定支撐盡管提升了變形量，但對鏡面的面形變化有影響，易出現透印效應。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、制作安裝方便、可有效提升各個電極變形量的橫向壓電驅動變形鏡及其裝配方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種橫向壓電驅動變形鏡，包括基座、橫向殼套、彈性墊圈、反射鏡、壓電驅動器、施壓裝置和接電組件，所述橫向殼套橫向安裝在基座上，所述反射鏡和壓電驅動器粘接并套裝于橫向殼套內孔，所述彈性墊圈安裝在反射鏡邊沿，彈性墊圈一端面與橫向殼套活動接觸，所述施壓裝置螺紋套裝在橫向殼套的內孔、且施壓裝置與彈性墊圈，所述接電組件安裝在施壓裝置上并通過導線與壓電驅動器連接。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述彈性墊圈為截面為U形的環狀U形墊圈，所述反射鏡夾固在所述U形墊圈的環狀U形槽內。

所述施壓裝置包括支撐滑套和螺紋調節環，所述支撐滑套滑套在所述橫向殼套內且端面與所述U形墊圈活動接觸，所述螺紋調節環螺紋連接于所述橫向殼套并活動接觸所述支撐滑套，調整所述螺紋調節環在所述橫向殼套中螺旋深度控制彈性墊圈的壓力。

所述接電組件包括電路板和接線板，所述電路板可拆卸式固裝在所述支撐滑套內且其上裝設有插頭，所述接線板穿套在所述支撐滑套內且其上設有供所述導線穿過的引線孔。

所述基座包括橫板和豎板，所述橫板與所述豎板可拆卸式固定連接，所述豎板可拆卸式套固所述橫向殼套，所述橫板可拆卸式固定連接于外設平臺。

所述反射鏡包括經過拋光的基準面和反射面，其基準面鍍有金屬膜且與接地導線連接；所述壓電驅動器包括接地電極面和區域電極面，其接地電極面通過導電膠與所述反射鏡的基準面相粘結；所述接電組件通過導線連接于所述壓電驅動器的區域電極面。

所述反射鏡為單晶硅反射鏡；所述壓電驅動器為絲網印刷的壓電陶瓷驅動器。

一種基于上述的橫向壓電驅動變形鏡的裝配方法，包括以下步驟：

S1：將壓電驅動器與反射鏡的中心對齊并通過導電膠進行粘接構成層結構部件，并將導線與所述層結構部件的電極分別焊接；

S2：用彈性墊圈夾套并緊固在所述反射鏡的側面及邊緣上下表面，并置于施壓裝置上；

S3：將橫向殼套套配于疊放好的所述彈性墊圈和所述施壓裝置，使所述施壓裝置固定在所述橫向殼套內并施壓于所述彈性墊圈；

S4：將與所述層結構部件的電極焊接的導線的另一端與接電組件焊接在一起，將接電組件安裝在所述施壓裝置上；

S5：將裝配有夾固有所述層結構部件的彈性墊圈和施壓裝置的橫向殼套橫向固定于基座。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明的橫向壓電驅動變形鏡，包括基座、橫向殼套、彈性墊圈、反射鏡、壓電驅動器、施壓裝置和接電組件。橫向壓電驅動變形鏡的支撐方式由傳統的周邊緊支撐固定改為柔性的彈性墊圈支撐，降低了反射鏡的支撐剛度，增大了各電極影響函數的變形量。由于使用了螺旋推進的施壓裝置，彈性墊圈的裝配壓力可通過螺紋進行調節，從而使得變形鏡的影響函數和響應頻率可調。外殼內部組成一個可滑動的整體結構，且外殼內部各主件采用活動接觸或螺紋固定，由此，方便各組件的安裝和拆卸，及便于安裝。本發明的橫向壓電驅動變形鏡的裝配方法，安裝簡單且方便。

附圖說明

圖1是本發明橫向壓電驅動變形鏡的立體結構示意圖。