一种管状变形镜及使用方法技术

本发明专利技术涉及一种管状变形镜及使用方法，属于光学器件技术领域，所述管状变形镜包括基底层和压电层，且基底层和压电层均呈管状，所述基底层的内表面镀有光学反射膜，且其外表面与压电层的内表面光学粘接，所述压电层的内表面整体镀有第一电极形成变形镜的地电极，且其外表面镀有多个第二电极形成变形镜的驱动器，本发明专利技术将基底层和压电层设置呈管状，适用于对环形光束进行波前校正，结构新颖，同时，借助入射环形劈板、出射环形劈板增大环形光束入射至管状变形镜内表面的入射角，增大环形光束与管状变形镜的作用区域，有利于管状变形镜在作用区域设置更多的驱动器，增强变形镜的校正能力，实现更好的波前校正效果。

A Tube Deformation Mirror and Its Application

The invention relates to a tubular deformable mirror and its application method, belonging to the technical field of optical devices. The tubular deformable mirror comprises a base layer and a piezoelectric layer, and both the base layer and the piezoelectric layer are tubular. The inner surface of the base layer is coated with an optical reflection film, and the outer surface is optically bonded with the inner surface of the piezoelectric layer. The inner surface of the piezoelectric layer is coated with a first electrode to form a deformable mirror. The ground electrode and the outer surface of the ground electrode are coated with a plurality of second electrodes to form a deformable mirror driver. The base layer and the piezoelectric layer are arranged in a tubular shape, which is suitable for wavefront correction of the annular beam. The structure is novel. Meanwhile, the incidence angle of the annular beam to the inner surface of the tubular deformable mirror is increased by means of the incident annular splitter and the outgoing annular splitter, and the annular beam and the tubular deformation are increased. The working area of the deformable mirror is helpful for setting more actuators in the working area of the deformable mirror, enhancing the correction ability of the deformable mirror, and achieving better wavefront correction effect.

【技术实现步骤摘要】
一种管状变形镜及使用方法
本专利技术属于光学器件
，具体地说涉及一种管状变形镜及使用方法。
技术介绍
自适应光学技术在激光装置、天文观测领域的光束质量控制中有着广泛的应用，变形镜是自适应光学技术中的核心器件。目前，变形镜的种类较多，如压电叠堆驱动变形镜、双压电片变形镜、微机械薄膜变形镜、液晶空间相位调制器等。不同的变形镜适用于不同的应用场景，如微机械薄膜变形镜适用于小口径光束的应用；液晶空间相位调制器适用于低功率、小口径光束的应用；压电叠堆驱动的变形镜则由于驱动器尺寸较大，只适用于大口径(数十mm以上)光束的应用。但是，针对光束截面较窄且外径较大的环形光束，传统的变形镜无法较好的进行应用和校正。
技术实现思路
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种管状变形镜及使用方法，通过入射环形劈板、出射环形劈板使环形光束以较大的入射角入射至管状变形镜的内表面，增大环形光束与管状变形镜的作用区域，有利于管状变形镜在作用区域设置更多的驱动器，实现更好的波前校正效果。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种管状变形镜，包括基底层和压电层，且基底层和压电层均呈管状，所述基底层的内表面镀有光学反射膜，且其外表面与压电层的内表面光学粘接，所述压电层的内表面整体镀有第一电极形成变形镜的地电极，且其外表面镀有多个第二电极形成变形镜的驱动器。进一步，所述压电层的内表面镀有第一金属膜作为变形镜的地电极，其外表面镀有第二金属膜，所述第二金属膜分割成多个子模块形成变形镜的驱动器。进一步，所述压电层的内径大于基底层的外径，且两者的差不大于100微米。进一步，所述压电层的厚度为480-520微米。另，本专利技术还提供一种管状变形镜的使用方法，包括如下步骤：S1：沿着环形光束的传输方向，管状变形镜的前端放置入射环形劈板，管状变形镜的后端放置出射环形劈板，所述入射环形劈板与出射环形劈板的材质及结构相同，且两者以管状变形镜的中心线为对称轴对称设置；S2：作为入射光束的环形光束经入射环形劈板传输至管状变形镜的内表面，经管状变形镜内表面反射的环形光束传输至出射环形劈板，且入射环形劈板、出射环形劈板均能增大环形光束入射至管状变形镜内表面的入射角。进一步，所述入射环形劈板呈环状，其包括第一光束接触面和第二光束接触面，所述第一光束接触面垂直于入射环形劈板的内表面和外表面，所述第二光束接触面倾斜设置，且其与入射环形劈板的外表面存在夹角作为劈角，所述入射环形劈板的第一光束接触面作为环形光束的入射面。进一步，所述劈角为β，所述环形光束入射至管状变形镜内表面的入射角为θ，则其中，n为入射环形劈板对环形光束的折射率。进一步，所述步骤S2中，环形光束传输至出射环形劈板并作为输出光束透射输出，所述输出光束与入射光束的形态相同，所述入射环形劈板与出射环形劈板的第一光束接触面和第二光束接触面均镀有高透介质膜。进一步，所述步骤S2中，环形光束传输至出射环形劈板并经出射环形劈板的第二光束接触面反射至管状变形镜内表面，经管状变形镜内表面反射的环形光束再次传输至入射环形劈板，并作为输出光束透射输出，所述输出光束与入射光束的形态相同，所述入射环形劈板的第一光束接触面和第二光束接触面均镀有高透介质膜，所述出射环形劈板的第二光束接触面镀有高反介质膜。本专利技术的有益效果是：将基底层和压电层设置呈管状，适用于对环形光束进行波前校正，结构新颖，同时，借助入射环形劈板、出射环形劈板增大环形光束入射至管状变形镜内表面的入射角，增大环形光束与管状变形镜的作用区域，有利于管状变形镜在作用区域设置更多的驱动器，增强变形镜的校正能力，实现更好的波前校正效果。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是实施例二的光路示意图；图3是环形光束入射至管状变形镜内表面的入射角与劈角的示意图；图4是实施例三的光路示意图；图5(a)是待校正的环形光束的波前畸变示意图；图5(b)是采用传统变形镜校正后的环形光束的波前畸变示意图；图5(c)是采用实施例二校正后的环形光束的波前畸变示意图。附图中：1-基底层、2-压电层、3-入射环形劈板、301-第一光束接触面、302-第二光束接触面、303-入射环形劈板的外表面、304-入射环形劈板的内表面、4-管状变形镜、5-出射环形劈板。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本专利技术创造。实施例一：如图1所示，一种管状变形镜，包括基底层1和压电层2，且基底层1和压电层2均呈管状，所述基底层1的内表面抛光并镀有光学反射膜，用于反射环形光束，所述基底层1的外表面做打毛处理并通过光学胶与压电层2的内表面相粘接。所述压电层2的内表面整体镀有第一电极形成变形镜的地电极，且其外表面镀有多个第二电极形成变形镜的驱动器。所述基底层1和压电层2均可以设置成整体，也可以由若干曲面拼接而成。具体的，所述压电层2的内表面镀有第一金属膜作为变形镜的地电极，其外表面镀有第二金属膜，所述第二金属膜分割成多个子模块形成变形镜的驱动器。所述驱动器可以是但不限于压电片状或柱状，驱动器的排布、数量等可以根据待校正环形光束的波前畸变尺寸、畸变特性以及要实现的校正目标进行具体设计。本实施例中，所述驱动器为压电片状。所述压电层2的内径大于基底层1的外径，且两者的差不大于100微米，避免光学胶的厚度过厚。所述压电层的厚度为480-520微米，以保证较好的驱动能力。如图2所示，一种采用所述管状变形镜的使用方法，包括以下步骤：沿着环形光束的传输方向，管状变形镜4的前端放置入射环形劈板3，管状变形镜4的后端放置出射环形劈板5，所述入射环形劈板3与出射环形劈板5的材质及结构相同，且两者以管状变形镜4的中心线为对称轴对称设置，作为入射光束的环形光束经入射环形劈板3传输至管状变形镜4的内表面(即基底层1的内表面)，经管状变形镜4内表面反射的环形光束传输至出射环形劈板5，且入射环形劈板3、出射环形劈板5均促使环形光束径向的传输角度发生改变，使环形光束以较大的入射角入射至管状变形镜4的内表面，增大环形光束与管状变形镜4的作用区域，有利于管状变形镜4在作用区域设置更多的驱动器，实现更好的波前校正效果。具体的，如图3所示，所述入射环形劈板3呈环状，其包括第一光束接触面301和第二光束接触面302，所述第一光束接触面301垂直于入射环形劈板的内表面304和入射环形劈板的外表面303，所述第二光束接触面302倾斜设置，且其与入射环形劈板的外表面303存在夹角作为劈角，所述入射环形劈板3的第一光束接触面301作为环形光束的入射面，所述劈角为β，所述环形光束入射至管状变形镜内表面的入射角为θ，则：，其中，n为入射环形劈板3对环形光束的折射率，θ1为环形光束在入射环形劈板3的第二光束接触面302上的入射角，θ2为环形光束在入射环形劈板3的第二光束接触面302上的出射角，α为经第二光束接触面302出射的光线与水平方向的夹角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管状变形镜，其特征在于，包括基底层和压电层，且基底层和压电层均呈管状，所述基底层的内表面镀有光学反射膜，且其外表面与压电层的内表面光学粘接，所述压电层的内表面整体镀有第一电极形成变形镜的地电极，且其外表面镀有多个第二电极形成变形镜的驱动器。

【技术特征摘要】
1.一种管状变形镜，其特征在于，包括基底层和压电层，且基底层和压电层均呈管状，所述基底层的内表面镀有光学反射膜，且其外表面与压电层的内表面光学粘接，所述压电层的内表面整体镀有第一电极形成变形镜的地电极，且其外表面镀有多个第二电极形成变形镜的驱动器。2.根据权利要求1所述的一种管状变形镜，其特征在于，所述压电层的内表面镀有第一金属膜作为变形镜的地电极，其外表面镀有第二金属膜，所述第二金属膜分割成多个子模块形成变形镜的驱动器。3.根据权利要求2所述的一种管状变形镜，其特征在于，所述压电层的内径大于基底层的外径，且两者的差不大于100微米。4.根据权利要求3所述的一种管状变形镜，其特征在于，所述压电层的厚度为480-520微米。5.一种采用如权利要求1-4任一所述的管状变形镜的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：沿着环形光束的传输方向，管状变形镜的前端放置入射环形劈板，管状变形镜的后端放置出射环形劈板，所述入射环形劈板与出射环形劈板的材质及结构相同，且两者以管状变形镜的中心线为对称轴对称设置；S2：作为入射光束的环形光束经入射环形劈板传输至管状变形镜的内表面，经管状变形镜内表面反射的环形光束传输至出射环形劈板，且入射环形劈板、出射环形劈板均能增大环形光束...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德恩，孙闯，胡东霞，黄磊，袁强，杨英，陈良明，张鑫，邓学伟，李明中，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，清华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51