[发明专利]用于可变形反射镜的机电执行器

说明书

在一个方面，本发明涉及用于产生双向力的执行器，所述双向力旨在被集成到包括可变形反射基板的可变形反射镜中。所述执行器包括固定体(10)；驱动设备；驱动杆(20)，所述驱动杆(20)能够通过所述驱动设备沿平移轴线(xx')相对于所述固定体(10)平移运动；浮动头(30)，其被设计成附接到可变形反射基板，并且经由第一和第二弹性装置(33、35)相对于驱动杆以浮动方式安装。第一和第二弹性装置(33、35)分别安装在驱动杆(20)和浮动头(30)之间，并被设计成对浮动头施加力，这两个力在平移轴线(xx')具有相反的方向。

技术领域

本公开涉及用于可变形反射镜(deformable mirror)的机电执行器。本申请还涉及一种设置有多个机电执行器的可变形反射镜，且特别适用于自适应光学领域。

背景技术

特别地，在功率激光器领域，大量的光学部件(反射镜、透镜、放大晶体等)扰乱了激光束的波前(wave front)质量。这主要是由于放大级数、光束尺寸和光学器件的数量以及泵浦光束的能量的增加。当用户希望将光束聚焦在目标上以进行实验时，焦点的质量受到波前的这些缺陷的干扰，并且目标处的最大功率密度远远不如其在没有这些缺陷时的情况下。在这种配置中，通过自适应光学系统对波前的校正使得能够最终获得接近最佳期望值的目标处的功率密度。

自适应光学系统通常包括用于测量波前的系统和用于调制波前的系统，从而校正波前的缺陷。在功率激光器领域中，用于调制波前的系统通常包括可变形反射镜。可变形反射镜由可变形的反射基板和执行器构成，执行器使反射基板能够以受控的方式局部变形。

目前，存在用于可变形反射镜的许多类型的执行器，适用于反射基板的局部变形。

一些已知的执行器基于压电、电致伸缩或磁致伸缩材料。这些执行器不仅具有很大程度滞后的缺点，而且还需要使用复杂的控制功能来调节所施加的力。此外，这些执行器需要持续且不间断的能量供应，以便保持施加到反射基板上的变形。

其他机电类型的执行器包括步进马达或直流马达，其能够保持施加的力而不需要持续的能量供应。专利FR 2 847 742因此描述了适用于元件的短行程位移(千分尺测量的)的机电类型的执行器。这样的执行器还能够产生和控制双向力；这种执行器的一个示例在图6中示出。执行器200包括固定体202和可移动组件，组件的第一部分204经由第一弹性装置280连接到固定体，在本例中为压缩弹簧，第二部分206经由第二弹性装置207连接到第一部分，在该示例中是牵引弹簧的组件。第一可移动部分204例如是设计成与要在其上施加力的元件220接触的壳体(在图6中用虚线表示)。可移动组件的第二部分206由诸如具有指状物231的千分尺定位起重器(micrometer positioning jack)的驱动设备213移位，以提供可移动组件相对于固定体202的平移。执行器200使得可以保持施加到元件上的力，而不需要持续的能量供应。然而，由于其设计，执行器200的驱动设备213在其传递的力和其经受的力之间呈现不平衡。实际上，即使在起重器的中间行程，当执行器200从传递到元件220的力的立场处于中性位置时，即由弹簧207和280施加的力彼此相对，使得不力通过浮动壳体204传递，驱动装置继续经受由于第二可移动部分206在起重器213的指状物231上施加的反作用力。驱动装置承受的永久性力导致某些部分的过早磨损。

本说明书提出了一种用于可变形反射镜的机电执行器，其能够减少上述不便。

发明内容

根据第一方面，本说明书涉及用于产生双向力的执行器，即，用于沿两个相反方向中的一个或另一个产生力；根据第一方面的执行器适于集成在包括可变形反射基板的可变形反射镜中，使得执行器一旦集成在可变形反射镜中，就可以向可变形反射基板施加力以使其变形。