變形鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種變形鏡，包括：基座，所述基座上具有沿上下方向貫通所述基座的致動(dòng)通道；音圈電機(jī)，所述音圈電機(jī)安裝在所述致動(dòng)通道內(nèi)且所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭突出于所述基座的上表面；致動(dòng)通道封閉片，所述致動(dòng)通道封閉片與所述基座相連以將所述音圈電機(jī)封閉在所述致動(dòng)通道內(nèi)；和鏡體，所述鏡體與所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭相連。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡，利用音圈電機(jī)具有高頻響、高精度的特點(diǎn)，能提供較高的制動(dòng)力，低速時(shí)產(chǎn)生平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)控制，可以改變能動(dòng)光學(xué)的光學(xué)元件面形，且能夠達(dá)到較高調(diào)節(jié)精度。
【專利說明】變形鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變形鏡，可應(yīng)用于精密傳遞微小位移，并能用于改變能動(dòng)光學(xué)的光學(xué)元件面形。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]變形反射鏡是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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]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。
[0008]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種可以改變能動(dòng)光學(xué)的光學(xué)元件面形，且能夠達(dá)到較高調(diào)節(jié)精度的變形鏡。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡，包括:基座，所述基座上具有沿上下方向貫通所述基座的致動(dòng)通道；音圈電機(jī)，所述音圈電機(jī)安裝在所述致動(dòng)通道內(nèi)且所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭突出于所述基座的上表面；致動(dòng)通道封閉片，所述致動(dòng)通道封閉片與所述基座相連以將所述音圈電機(jī)封閉在所述致動(dòng)通道內(nèi)；和鏡體，所述鏡體與所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭相連。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡，利用音圈電機(jī)具有高頻響、高精度的特點(diǎn)，能提供較高的制動(dòng)力，低速時(shí)產(chǎn)生平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)控制，可以改變能動(dòng)光學(xué)的光學(xué)元件面形，且能夠達(dá)到較高調(diào)節(jié)精度。
[0011]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的變形鏡還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述變形鏡還包括鏡體連接頭，所述鏡體連接頭設(shè)在所述鏡體與所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭之間。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述鏡體連接頭的上表面具有第一凹陷且所述鏡體連接頭的下表面具有第二凹陷，所述鏡體的下表面具有與所述第一凹陷相適配的連接柱，所述第二凹陷與所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭相適配。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述連接柱與所述第一凹陷插接，所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭與所述第二凹陷螺紋連接。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述變形鏡還包括微調(diào)旋鈕，所述致動(dòng)通道封閉片上具有與所述微調(diào)旋鈕相適配的通孔，所述微調(diào)旋鈕設(shè)在所述致動(dòng)通道封閉片上且與所述音圈電機(jī)的下端相連。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述變形鏡還包括碟簧，所述碟簧設(shè)在所述致動(dòng)通道內(nèi)，所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭穿過所述碟簧。
[0017]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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]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:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變形鏡的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。[0023]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。
[0024]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上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0025]下面參考附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡。
[0026]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡，包括:基座1，音圈電機(jī)2，致動(dòng)通道封閉片3和鏡體4。
[0027]具體地說，基座I上具有沿上下方向貫通基座I的致動(dòng)通道11。
[0028]音圈電機(jī)2安裝在致動(dòng)通道11內(nèi)且音圈電機(jī)2的推進(jìn)頭21突出于基座I的上表面。
[0029]致動(dòng)通道封閉片3與基座I相連以將音圈電機(jī)2封閉在致動(dòng)通道11內(nèi)。
[0030]鏡體4與音圈電機(jī)2的推進(jìn)頭21相連。
[0031]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡，利用音圈電機(jī)2具有高頻響、高精度的特點(diǎn)，能提供較高的制動(dòng)力，低速時(shí)產(chǎn)生平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)控制，可以改變能動(dòng)光學(xué)的光學(xué)元件(諸如鏡體4等)面形，且能夠達(dá)到較高調(diào)節(jié)精度。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述變形鏡還包括鏡體連接頭5。鏡體連接頭5設(shè)在鏡體4與音圈電機(jī)2的推進(jìn)頭21之間。有利地，鏡體連接頭5的上表面具有第一凹陷且鏡體連接頭5的下表面具有第二凹陷。鏡體4的下表面具有與所述第一凹陷相適配的連接柱41，所述第二凹陷與音圈電機(jī)2的推進(jìn)頭21相適配。例如，連接柱41與所述第一凹陷插接。音圈電機(jī)2的推進(jìn)頭21與所述第二凹陷螺紋連接。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述變形鏡還包括微調(diào)旋鈕6。致動(dòng)通道封閉片3上具有與微調(diào)旋鈕6相適配的通孔。微調(diào)旋鈕6設(shè)在致動(dòng)通道封閉片3上且與音圈電機(jī)2的下端相連。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述變形鏡還包括碟簧7。碟簧7設(shè)在致動(dòng)通道11內(nèi)，音圈電機(jī)2的推進(jìn)頭21穿過碟簧7。
[0035]換言之，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡，基座I是安裝變形鏡配件的基體。將碟簧7放入致動(dòng)通道11內(nèi)，再將音圈電機(jī)2放入致動(dòng)通道內(nèi)，音圈電機(jī)2上的推進(jìn)頭21穿過碟簧7。將致動(dòng)通道封閉片3安裝在致動(dòng)通道11下端，這樣就將致動(dòng)通道11內(nèi)的配件固定在其內(nèi)部。旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕6來改變預(yù)緊力大小。將鏡體連接頭5的第二凹陷旋轉(zhuǎn)入音圈電機(jī)2的推進(jìn)頭21上。將鏡體連接頭5的第一凹陷涂上膠，將鏡體4的連接柱41安放在鏡體連接頭5的第二凹陷內(nèi)，等膠固化。固化后，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡裝配完畢。[0036]當(dāng)致動(dòng)通道11損壞時(shí)，將致動(dòng)通道11內(nèi)的配件依次取出。旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)2將鏡體4與致動(dòng)通道11分離，在拆卸過程中不需要破壞鏡體4。鏡體連接頭5和推進(jìn)頭的分離設(shè)計(jì)可以在拆卸時(shí)不破壞鏡體4，節(jié)約成本。
[0037]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形鏡，采用音圈電機(jī)，能夠提供更大的制動(dòng)力，同時(shí)也不需要預(yù)防剪切力對(duì)致動(dòng)器的破壞。音圈電機(jī)的控制簡(jiǎn)單可靠，無需換向裝置，壽命長(zhǎng)。
[0038]致動(dòng)通道封閉片3可制作成長(zhǎng)條狀且寬度小于音圈電機(jī)2的直徑，有利于音圈電機(jī)2尾部的電源線的導(dǎo)出。將音圈電機(jī)2按放入致動(dòng)通道11內(nèi)，其尾部由微調(diào)旋鈕6旋緊，當(dāng)微調(diào)旋鈕6旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)預(yù)緊力時(shí)，可能會(huì)帶動(dòng)音圈電機(jī)2同向轉(zhuǎn)動(dòng)，改變音圈電機(jī)2電源線最初的位置。致動(dòng)通道封閉片3窄寬度長(zhǎng)條狀的設(shè)計(jì)即滿足了安裝的強(qiáng)度要求，也方便了音圈電機(jī)2的電源線的調(diào)整，同時(shí)也提高了散熱效率。
[0039]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。
[0040]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。
【權(quán)利要求】
1.一種變形鏡，其特征在于，包括: 基座，所述基座上具有沿上下方向貫通所述基座的致動(dòng)通道； 音圈電機(jī)，所述音圈電機(jī)安裝在所述致動(dòng)通道內(nèi)且所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭突出于所述基座的上表面； 致動(dòng)通道封閉片，所述致動(dòng)通道封閉片與所述基座相連以將所述音圈電機(jī)封閉在所述致動(dòng)通道內(nèi)；和 鏡體，所述鏡體與所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形鏡，其特征在于，還包括鏡體連接頭，所述鏡體連接頭設(shè)在所述鏡體與所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變形鏡，其特征在于，所述鏡體連接頭的上表面具有第一凹陷且所述鏡體連接頭的下表面具有第二凹陷，所述鏡體的下表面具有與所述第一凹陷相適配的連接柱，所述第二凹陷與所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭相適配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變形鏡，其特征在于，所述連接柱與所述第一凹陷插接，所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭與所述第二凹陷螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形鏡，其特征在于，還包括微調(diào)旋鈕，所述致動(dòng)通道封閉片上具有與所述微調(diào)旋鈕相適配的通孔，所述微調(diào)旋鈕設(shè)在所述致動(dòng)通道封閉片上且與所述音圈電機(jī)的下端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形鏡，其特征在于，還包括碟簧，所述碟簧設(shè)在所述致動(dòng)通道內(nèi)，所述音圈電機(jī)的推進(jìn)頭穿過所述碟簧。
【文檔編號(hào)】G02B26/06GK103645556SQ201310698411
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】黃磊, 鞏馬理, 閆平, 柳強(qiáng), 張海濤, 孫冶 申請(qǐng)人:清華大學(xué)