本發(fā)明涉及精密光學(xué)儀器領(lǐng)域，具體涉及一種反射式鏡面面型控制裝置。

背景技術(shù)：
變形鏡，又稱變形反射鏡，主要運(yùn)用于各種自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)之中，作為波前校正器件校正波前誤差，在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中起著極其重要的作用，是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中的重要部件之一，變形鏡的研究和發(fā)展關(guān)系到整個(gè)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的校正能力和校正精度。變形反射鏡式通過改變自己表面面形來補(bǔ)償波前相位畸變，可分為連續(xù)表面形和分立表面兩種類型.連續(xù)表面變形鏡，其優(yōu)點(diǎn)是可以得到連續(xù)的面形，校正精度高，其缺點(diǎn)是面形的變形量比較小。連續(xù)表面的變形反射鏡又可分為整體致動(dòng)和分立致動(dòng)兩種。整體致動(dòng)主要有雙壓電變形鏡和薄模變形鏡，其特點(diǎn)是當(dāng)控制電壓作用于某一致動(dòng)單元時(shí)，整個(gè)反射鏡面都將產(chǎn)生變形，這類變形鏡主要用于與曲率波前傳感器配合校正波前畸變的低階模式部分。分立致動(dòng)變形鏡的一個(gè)特點(diǎn)是當(dāng)控制電壓作用于一個(gè)致動(dòng)器時(shí)，只有該致動(dòng)器相鄰區(qū)域產(chǎn)生局部變形。其中致動(dòng)方向平行于鏡面時(shí)，致動(dòng)器作用于反射鏡邊緣，只能用于校正離焦和像散等特定像差，因此在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)里的應(yīng)用受到了局限。致動(dòng)方向垂直于鏡面的連續(xù)表面變形鏡可以校正各階像差，而且能達(dá)到很高的校正精度，因此成為自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一種波前校正器。國(guó)內(nèi)在高調(diào)節(jié)度的可變形鏡系統(tǒng)方面的研究較早，在1986年即建立起了第一套激光波面校正系統(tǒng)（詳見學(xué)術(shù)報(bào)告文獻(xiàn)，姜文漢，自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，《中國(guó)工程院第二次院士大會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告匯編》，1995年7月），其調(diào)節(jié)口徑是70mm*70mm.從應(yīng)用上看，到目前為止，在這方面應(yīng)用最成功的就是美國(guó)勞倫斯·利費(fèi)莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的激光核聚變系統(tǒng)。他們采用由Beamlet公司研制成功的400mm*400mm的可變形鏡系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電磁制動(dòng)器制動(dòng)的方式，致動(dòng)器采用六邊形布局方式，實(shí)現(xiàn)了大口徑（400mm*400mm）和較高調(diào)節(jié)精度的性能。其位移傳遞系統(tǒng)采用的方式是，致動(dòng)器直接接觸彈性簧片，彈性簧片與能動(dòng)光學(xué)鏡面粘連在一起。這樣致動(dòng)器的正向運(yùn)動(dòng)位移直接反應(yīng)到光學(xué)鏡面上，其負(fù)向位移則因彈性簧片的回復(fù)力來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的靠彈簧回復(fù)力的變形鏡的結(jié)構(gòu)及復(fù)雜，因需要精密加工，制造成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)精度高的反射式鏡面面型控制裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反射式鏡面面型控制裝置，包括：至少一個(gè)鏡片，所述鏡片在接受作用力而產(chǎn)生形變，形變后的面形對(duì)照射在其上的光束的波前陣面有整形作用；底座，所述底座與所述鏡片相連，用于接受加熱/制冷單元的能量變化而產(chǎn)生形變，并將形變作用在所述鏡片上；至少一個(gè)所述加熱/制冷單元，所述加熱/制冷單元與所述底座相連，用于為所述底座的形變提供溫度條件；至少一個(gè)溫度探測(cè)器，所述溫度探測(cè)器與所述底座相連，用于探測(cè)經(jīng)加熱/制冷單元傳到在底座上發(fā)生的溫度變化值，以便進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡片與所述底座之間為直接相連，或者通過鏡柱間接相連。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱/制冷單元均勻分布或非均勻分布地安裝在所述底座的內(nèi)部或表面。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述溫度探測(cè)器均勻分布或非均勻分布地安裝在所述底座的內(nèi)部或表面。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡片的厚度等于或大于或小于所述底座的厚度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述底座中具有開槽，所述開槽用于改變所述底座的可形變調(diào)整區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡片包括多個(gè)子鏡片疊加而成，和/或，所述底座包括多個(gè)子底座疊加而成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡片和所述底座的線脹系數(shù)不同。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡片的材料為石英或玻璃。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)精度高，實(shí)時(shí)效率高，減少能耗，同時(shí)結(jié)構(gòu)成本很低并可實(shí)現(xiàn)小體積多調(diào)節(jié)點(diǎn)的高效小型變形鏡制作。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。附圖說明本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的反射式鏡面面形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反射式鏡面面型控制裝置，包括：至少一個(gè)鏡片1，鏡片1在接受作用力而產(chǎn)生形變，形變后的面形對(duì)照射在其上的光束的波前陣面有整形作用；底座2，底座2與鏡片1相連，用于接受加熱/制冷單元3的能量變化而產(chǎn)生形變，并將形變作用在鏡片1上；至少一個(gè)加熱/制冷單元3，加熱/制冷單元3與底座2相連，用于為底座2的形變提供溫度條件；至少一個(gè)溫度探測(cè)器4，溫度探測(cè)器4與底座2相連，用于探測(cè)經(jīng)加熱/制冷單元3傳到在底座2上發(fā)生的溫度變化值，以便進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，結(jié)合說明書附圖做進(jìn)一步解釋。參見圖1和圖2，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鏡片1與底座2之間為直接相連，或者通過鏡柱間接相連。具體地，可以將鏡片1和底座2直接粘接。通過鏡柱5間接粘接可以是：先將高度一致的鏡柱5安裝在底座2上表面，再將鏡片1安裝在鏡柱5上表面；或者是先將鏡柱5和鏡片1粘貼，然后一起粘貼在底座2上表面。當(dāng)?shù)鬃?發(fā)生形變時(shí)通過鏡柱5將形變的力傳遞給鏡片1從而帶動(dòng)它產(chǎn)生理想的面形。參見圖1和圖3，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，加熱/制冷單元3均勻分布或非均勻分布地安裝在底座2的內(nèi)部或表面；溫度探測(cè)器4均勻分布或非均勻分布地安裝在底座2的內(nèi)部或表面。一般先將底座2開孔，開孔用于安放加熱/制冷單元3和溫度探測(cè)器4。開孔的數(shù)量和分布可以按照實(shí)際需要選擇多少和位置。參見圖3、圖4以及圖5，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鏡片1的厚度等于或大于或小于底座2的厚度。具體厚度的相對(duì)關(guān)系可根據(jù)實(shí)際需要選定。參見圖6，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，底座2中具有開槽，開槽用于改變底座2的可形變調(diào)整區(qū)域。溝槽處無法和鏡片直接接觸，而在形變傳遞方面僅能傳遞有接觸的地方傳遞，所以溝槽位置與大小可以按照要修正的波前陣面的分布進(jìn)行挖取，以便更精確地控制變形。參見圖7，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鏡片1包括多個(gè)子鏡片疊加而成，和/或，底座2包括多個(gè)子底座疊加而成。多層疊加的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜組合效果。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鏡片1和底座2的線脹系數(shù)不同。正因?yàn)榫€脹系數(shù)不同，才能產(chǎn)生形變，進(jìn)行鏡面面型控制。這是本發(fā)明的致動(dòng)力所在。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鏡片1的材料為石英或玻璃。底座2則為金屬或非金屬。由上可知，反射式鏡面面形控制裝置中的鏡片1是用來反射照射在其上的光束，同時(shí)通過調(diào)整鏡片1平面上的高低大小分布來調(diào)整所反射光束的波前陣面。反射式鏡面面形控制裝置中底座2的線膨脹系數(shù)與鏡片1的不同。反射式鏡面面形控制裝置中作用在鏡片1上的動(dòng)力源來自于加熱/制冷單元3。加熱/制冷單元3，其與底座2安裝在一起。當(dāng)經(jīng)光束測(cè)算好的波前面形校正點(diǎn)分布在加熱/制冷單元3陣列上，各個(gè)加熱/制冷單元3產(chǎn)生相應(yīng)的溫度場(chǎng)分布使底座2發(fā)生形變，并將形變作用在鏡片1上使其產(chǎn)生形變并得到理想面形；通過大面積控制加熱/制冷單元3陣列溫度場(chǎng)分布的改變，可以帶動(dòng)鏡片1形變得到想要的面形。溫度探測(cè)器4其安裝在底座2上用于實(shí)時(shí)探測(cè)底座2各處的溫度變化情況。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)精度高，實(shí)時(shí)效率高，減少能耗，同時(shí)結(jié)構(gòu)成本很低并可實(shí)現(xiàn)小體積多調(diào)節(jié)點(diǎn)的高效小型變形鏡制作。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。