[发明专利]边界温度控制阵列型波前控制装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及实现镜面面形控制变化的驱动装置技术领域，尤其涉及一种边界温度控制阵列型波前控制装置及其制造方法。

背景技术

变形镜，又称变形反射镜，主要运用于各种自适应光学系统之中，作为波前校正器件校正波前误差，在自适应光学系统中起着极其重要的作用，是自适应光学系统中的重要部件之一，变形镜的研究和发展关系到整个自适应光学系统的校正能力和校正精度。

变形反射镜式通过改变自己表面面形来补偿波前相位畸变，可分为连续表面形和分立表面两种类型.连续表面变形镜，其优点是可以得到连续的面形，校正精度高，其缺点是面形的变形量比较小。连续表面的变形反射镜又可分为整体致动和分立致动两种。整体致动主要有双压电变形镜和薄模变形镜，其特点是当控制电压作用于某一致动单元时，整个反射镜面都将产生变形，这类变形镜主要用于与曲率波前传感器配合校正波前畸变的低阶模式部分。分立致动变形镜的一个特点是当控制电压作用于一个致动器时，只有该致动器相邻区域产生局部变形。其中致动方向平行于镜面时，致动器作用于反射镜边缘，只能用于校正离焦和像散等特定像差，因此在自适应光学系统里的应用受到了局限。致动方向垂直于镜面的连续表面变形镜可以校正各阶像差，而且能达到很高的校正精度，因此成为自适应光学系统中应用最广的一种波前校正器。

国内在高调节度的可变形镜系统方面的研究较早，在1986年即建立起了第一套激光波面校正系统（详见学术报告文献，姜文汉，自适应光学技术，《中国工程院第二次院士大会学术报告汇编》，1995年7月），其调节口径是70mm*70mm.从应用上看，到目前为止，在这方面应用最成功的就是美国劳伦斯·利费莫尔国家实验室的激光核聚变系统。他们采用由Beamlet公司研制成功的400mm*400mm的可变形镜系统。该系统采用电磁制动器制动的方式，致动器采用六边形布局方式，实现了大口径（400mm*400mm）和较高调节精度的性能。其位移传递系统采用的方式是，致动器直接接触弹性簧片，弹性簧片与能动光学镜面粘连在一起。这样致动器的正向运动位移直接反应到光学镜面上，其负向位移则因弹性簧片的回复力来实现。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种边界温度控制阵列型波前控制装置及其制造方法，该边界温度控制阵列型波前控制装置可以改变能动光学的光学元件面形和提高校正能力。

（二）技术方案

本发明提供一种边界温度控制阵列型波前控制装置，其特征在于，包括：镜片、底座、热沉以及加热制冷单元，其中，所述镜片安装在所述底座的一侧，所述热沉以及加热/制冷单元安装在所述底座的另一侧。

优选地，所述镜片安装在所述底座上方，光束通过所述镜片的形变和折射率在不同区域的变化，使反射出的光束的波前阵面得到整形。

优选地，所述底座的材质为与所述镜片线胀系数不同的材料。

优选地，所述镜片和所述底座分别采用多层合为一体，且每层的材料不同。

优选地，所述热沉分布在各个加热/制冷单元之间，为加热/制冷单元提供边界温度恒定的局部温度场。

优选地，所述热沉采用自身与空气散热，或者采用内部流通导热液体并通过改变导热液成份或热沉内的局部导热液流速，来改变局部区域内的边界温度场。

优选地，所述加热/制冷单元安装在所述底座下方，为所述底座变形提供温度变化。

优选地，所述加热/制冷单元粘贴在所述底座表面，或者安装在所述底座内部。

优选地，所述加热/制冷单元在所述底座的分布采用均布式和/或非均布式安装。

本发明还提供了一种边界温度控制阵列型波前控制装置的制造方法，包括：将镜片安装在底座上方；在底座下方安装热沉；在热沉的开孔内放置加热/制冷单元。

（三）有益效果

本发明提供的边界温度控制阵列型波前控制装置可以改变能动光学的光学元件面形和提高校正能力，并且当改变与波前阵面区域一致的加热/制冷单元周围的热沉局部导热情况后可以改变不同温度点或相同温度点的形变幅度。本发明结构简单，调节精度高，响应速度快。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用附图简单地介绍显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的边界温度控制阵列型波前控制装置带加热/制冷单元的结构示意图；