[发明专利]一种变形镜

说明书

技术领域

本发明涉及变形镜技术领域，特别涉及一种包含锥形压电保护致动装置的变形镜。

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类型。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。该系统采用电磁致动器致动的方式，致动器采用六边形布局方式，实现了400mm*400mm大口径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。

在变形镜的机构中致动力的来源为致动器，致动器采用压电陶瓷制成，压电陶瓷在加电后可以产生致动力较大的正负向位移，且响应速度较快。但是压电陶瓷也有缺点，因其是陶瓷材质所以较小的剪切力就能够将其损毁且不能恢复使用，在安装和使用的过程中径向剪切力容易破坏压电陶瓷材料。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种变形镜，该变形镜结构模块化，调节精度高，压电陶瓷受保护，同时降低结构成本。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的变形镜，其特征在于，包括：镜体，所述镜体在受力时发生变形；基座，所述基座包括至少一个致动通道；和至少一个致动装置，所述致动装置一一对应地安装与所述至少一个致动通道中，用于控制所述镜体变形，其中，所述致动装置进一步包括：推进器，所述推进器与所述镜体相连，对所述镜体施加作用力；致动器，所述致动器与所述推进器相连，当所述致动器伸展时，所述致动器推动所述推进器产生正向位移；碟簧，所述碟簧位于所述推进器与所述致动器之间，当所述致动器收缩时，所述碟簧推动所述推进器产生负向位移；锥形顶杆，所述锥形顶杆的大直径面开有和所述致动器尾端相配合的定位孔，所述定位孔用于固定所述致动器，以防止所述致动器受到径向剪切力；微调旋钮，所述微调旋钮外径套有螺纹，所述螺纹与所述基座的螺纹相配合，通过旋转所述微调按钮来调节所述致动通道内的预紧力。

根据本发明的变形镜，具有结构模块化的特点，调节精度较高，且其中的压电陶瓷结构得到保护，具有耐用可靠优点，同时该变形镜便于安装和维修，可广泛应用于光盘装置、视频放映机、数码相机等光学系统中。

在本发明的一个实施例中，所述锁定块具有与所述锥形顶杆尾端形状相配合的孔，用于固定所述锥形顶杆的尾端，以使当所述微调旋钮旋转时，紧邻所述微调旋钮的所述锥形顶杆不发生从动旋转。

在本发明的一个实施例中，所述锥形顶杆尾端为多边形、椭圆形或其他不规则形状。

在本发明的一个实施例中，所述微调旋钮尾端开有四个小圆孔，所述锁定块安装后，通过使用与所述小圆孔相配的工具透过所述锁定块对所述微调旋钮进行旋调。

在本发明的一个实施例中，所述致动器采用压电陶瓷材料制成。