[實(shí)用新型]一種具有復(fù)合致動(dòng)水冷功能的壓電變形鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820741339.0
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN208255526U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文來;馬劍強(qiáng);彭泰然;楊宗峰;李艷;喻奇志
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B26/06
• 分類號(hào): G02B26/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 徐曉琴

本實(shí)用新型屬于光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有復(fù)合致動(dòng)水冷功能的壓電變形鏡。所述壓電變形鏡包括驅(qū)動(dòng)層、鏡面層、水冷室和電磁致動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)層為環(huán)形結(jié)構(gòu)的壓電層，壓電層的兩側(cè)覆蓋有電極層，所述驅(qū)動(dòng)層粘接在鏡面層外側(cè)構(gòu)成壓電變形鏡本體，所述鏡面層外側(cè)中央無壓電層覆蓋的區(qū)域鍍有高反射膜作為壓電變形鏡的工作區(qū)域，所述鏡面層內(nèi)側(cè)與水冷室粘結(jié)固定形成密封的腔體，腔體內(nèi)通入冷卻液，所述電磁致動(dòng)單元包括金屬片、線圈和鐵芯，金屬片附著在所述腔體內(nèi)鏡面層的內(nèi)側(cè)面上，線圈和鐵芯安放在腔體外水冷室的底部外側(cè)面上。本實(shí)用新型所述壓電變形鏡具有復(fù)合致動(dòng)水冷功能，可有效校正球差，提高校正質(zhì)量，可以用于強(qiáng)激光的光路校正。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有復(fù)合致動(dòng)水冷功能的壓電變形鏡。

背景技術(shù)

變形鏡在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中作為波前校正器，通過實(shí)時(shí)改變自身鏡面的形貌實(shí)現(xiàn)對光學(xué)系統(tǒng)中的波前畸變進(jìn)行校正，其中在激光領(lǐng)域，水冷變形鏡可以在激光器的腔內(nèi)和腔外對激光器的像差進(jìn)行校正，從而提高激光器的性能。然而在高能激光器中，由于激光強(qiáng)度非常高，即使變形鏡鏡面鍍有99.9％的高反射膜，剩下的0.1％吸收率也將對變形鏡產(chǎn)生不良影響，有可能使鏡面額外變形而降低校正性能，甚至由于鏡面溫度過高而導(dǎo)致器件損壞。為解決這一問題，研究人員通過水冷方式對變形鏡進(jìn)行降溫處理。但是由于致動(dòng)器要放在鏡面朝外的一側(cè)，且中心位置為反射鏡，不能放置致動(dòng)器，導(dǎo)致水冷變形鏡無法校正球差，然而在激光加工領(lǐng)域，球差的校正對激光焦點(diǎn)位置影響很大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種具有復(fù)合致動(dòng)水冷功能的壓電變形鏡，可以用于強(qiáng)激光的光路校正。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種具有復(fù)合致動(dòng)水冷功能的壓電變形鏡，其特征在于，包括驅(qū)動(dòng)層、鏡面層、水冷室和電磁致動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)層為環(huán)形結(jié)構(gòu)的壓電片，壓電片的兩側(cè)覆蓋有電極層，所述驅(qū)動(dòng)層粘接在鏡面層的外側(cè)構(gòu)成壓電變形鏡本體，所述鏡面層外側(cè)中央無壓電層覆蓋的區(qū)域鍍有高反射膜作為壓電變形鏡的工作區(qū)域，所述鏡面層的內(nèi)側(cè)與水冷室粘結(jié)固定形成密封的腔體，腔體內(nèi)通入冷卻液，所述電磁致動(dòng)單元包括金屬片、線圈和鐵芯，所述金屬片附著在所述鏡面層的內(nèi)側(cè)面、與工作區(qū)域的中心位置相對應(yīng)的區(qū)域上，所述線圈和鐵芯安放在腔體外水冷室的底部外側(cè)面上。

上述方案中，所述電磁致動(dòng)單元的個(gè)數(shù)為1個(gè)或數(shù)個(gè)。

上述方案中，所述壓電片與鏡面層粘接的一側(cè)所覆蓋的電極層為與壓電片相同形狀的環(huán)形電極層，另一側(cè)所覆蓋的電極層為多環(huán)扇形陣列結(jié)構(gòu)電極層，多環(huán)扇形陣列結(jié)構(gòu)電極層的結(jié)構(gòu)為：圓心與鏡面圓心重合，數(shù)圈電極圍繞鏡面圓心做環(huán)形排列，每個(gè)電極相互分離。

上述方案中，所述金屬片的形狀為扇形、圓形、或點(diǎn)狀，用來被下方的鐵芯和線圈產(chǎn)生磁力吸引，厚度不宜過大，以不妨礙鏡面運(yùn)動(dòng)為準(zhǔn)。

上述方案中，所述水冷室的底部外側(cè)面設(shè)置有用于安放線圈和鐵芯的凹槽結(jié)構(gòu)，線圈和鐵芯安放在凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，并通過固定蓋固定在水冷室底部外側(cè)。

上述方案中，所述水冷室的兩側(cè)設(shè)置有進(jìn)水口和出水口。

上述方案中，所述壓電變形鏡為柱體結(jié)構(gòu)。

上述方案中，所述工作區(qū)域?yàn)閳A形區(qū)域，略小于壓電層內(nèi)徑。

上述方案中，所述高反射膜為具有高反射率的金屬膜或介質(zhì)膜。

本實(shí)用新型的有益效果如下：1)本實(shí)用新型所述壓電變形鏡具有復(fù)合致動(dòng)水冷功能，在鏡面層內(nèi)側(cè)放置電磁致動(dòng)器，采用水冷的方式，在保護(hù)壓電變形鏡不受熱損壞的前提下，可有效校正球差，提高了校正質(zhì)量，可以用于強(qiáng)激光的光路校正；本實(shí)用新型所述壓電變形鏡結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，執(zhí)行器處于鏡體的外層，與冷卻液物理分離，執(zhí)行器及其電氣連接不受冷卻液的影響，大大提高了變形鏡的穩(wěn)定性和可靠性。