單壓電執(zhí)行器陣列驅(qū)動的變形鏡的制備與表征

鐘貴明，韓小帥，張昕，婁軍強(qiáng)，馬劍強(qiáng)

（寧波大學(xué)機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院，浙江寧波315211）

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自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)探測光學(xué)系統(tǒng)中的波面畸變，并控制變形鏡鏡面變形進(jìn)行波前像差的補(bǔ)償，使系統(tǒng)達(dá)到或接近衍射極限，在天文成像［1］、視覺科學(xué)［2］和高能激光器［3］等領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。變形鏡是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中的核心器件，其性能直接決定了系統(tǒng)的波前校正能力?；趬弘姴牧向?qū)動的變形鏡因其優(yōu)異的驅(qū)動性能，是目前較為常用的一類變形鏡。其大致可分為兩大類，一類為壓電執(zhí)行器陣列式變形鏡，其由離散的壓電執(zhí)行器陣列通過連接柱推動薄鏡面變形［4-6］，主要用于致動器數(shù)目要求多且對校正帶寬要求較高的場合；另一類為雙壓電片變形鏡，由一層或多層壓電層和鏡面層粘接組成，利用壓電材料的橫向壓電效應(yīng)帶動鏡面產(chǎn)生彎曲變形［7-9］，具有較高的交聯(lián)值，對低階像差校正能力較強(qiáng)。傳統(tǒng)的壓電執(zhí)行器陣列式變形鏡采用堆棧式執(zhí)行器驅(qū)動，具有變形量大、諧振頻率高的特點(diǎn)，但價(jià)格昂貴限制了其應(yīng)用［10］。

中國中科院成都光電技術(shù)研究所和美國Xinetics 公司等［11-12］通過改進(jìn)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)，采用橫向壓電效應(yīng)的執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式，提升了變形鏡的執(zhí)行器密度，促進(jìn)了整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的緊湊化，但是制作過程比較復(fù)雜，主要應(yīng)用于天文領(lǐng)域。為了降低成本，荷蘭OKO 公司［13］提出了一種壓電陶瓷管驅(qū)動的變形鏡，陶瓷管執(zhí)行器比傳統(tǒng)的堆疊執(zhí)行器成本更低，但價(jià)格仍然較高。……