137单元变形镜的性能测试及校正能力实验

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

自适应光学技术因为能够实时校正大气湍流引起的动态波前误差，提高光学系统的成像质量而越来越多地被应用到大 口径天文望远镜系统中L1]。波前校正器是自适应光学系统中的关键部件，目前主要的实现形式有：分立促动器连续镜面变形镜[2 引、分块拼接式变形镜3]、双压 电变形镜[4]、薄膜变形镜嘲、MEMS变形镜[6]、基于液晶技术的空间光调制器口 和 自适应次镜I8 等。其中，拼接式变形镜由于其结构及控制的复杂，目前已经基本不用；双压电变形镜和薄膜变形镜适合校正大幅值的低阶像差；MEMS变形镜是近年来发展很快的-项技术，但是其材料、工艺等还需要进-步研究，才能实现它在自适应光学系统中的成熟应用l9 ；液晶空间光调制器作为波前校正器在中科院长春光机所得到了充分的研究并获得了良好的应用效果l7 ；自适应次镜是针对大口径望远镜的特殊需求而实现的技术；分立促动器连续镜面变形镜具有响应速度快、对波像差的拟合能力好等优点，因此它仍是天文望远镜中应用最多的波前校正器。

本文在现有技术的条件下，根据工程研制需求及 自适应光学系统的设计指标，自制了-个137单元的分立促动器连续镜面式变形镜，用于进行自适应光学相关技术的研究。为了解变形镜的性能指标，提高波前校正的水平，本文对变形镜进行了详细的测试。测试分为静态测试和动态测试1引，静态测试 主要包括 面形测试 、促动器 响应测试、耦合测试和整体的校正能力测试等；动态测试主要是对变形镜及其驱动电路进行快速响应的测试，用于构建对应的控制系统模型，方便控制算法的设计。

2 137单元变形镜对于分立促动器连续镜面的变形镜，文献Eli中构建了模型并详细介绍了其设计要点。本文在前期设计、有限元分析和实验的基础上确定了137单元变形镜的基本参数，其中钡片直径为90 mm，材料为 ULE玻璃，基底采用与镜片-样的材料，可以降低温度对整个变形镜的影响。促动器采用 PZT压电陶瓷促动器，137个促动器采用 13×13方形排列，去掉角上的 32个，相邻促动器的间距为 7 mm，图 1为促动器排列示意图。

图 1 137单元变形镜促动器排列示意图Fig.1 Actuator arrangement of 1 3 7-element DM图 2 137单元变形镜Fig.2 137-element DM3 变形镜的静态性能测试本节所述的静态是指对单个 PZT陶瓷促动器加不同电压的间隔时间较长，且测试主要采用干涉仪。

-e r C many d y t b a p aC nOt C e r r OC C S e t e C na mr o， t r e p r or r meb a mr o，t ed SCt p Oe 跎p na 0d p a S