[发明专利]一种镜面控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，特别地涉及一种大口径超薄自适应副镜控制方法。

背景技术

为了探索更深的宇宙，现代望远镜发展要求望远镜口径越来越大，对望远镜的光学效率要求越来越高，大口径超薄镜面的研究也越来越得到人们的重视。随着自适应光学的发展，大口径超薄镜面正成为当今世界天文学家研究的重点，具有很高的研究和实用价值。传统的自适应光学系统需要搭建额外的光学元器件，用来形成一个望远镜入瞳的或者是一个大气扰动的共轭像。1989年J.M.Beckers在给美国国家光学天文台的一份申请中，首次提出了使用一个现有的望远镜副镜作为波前改正机构用来矫正大气散射。因为自适应副镜不需要额外引入光学元件，所以相比传统的自适应系统有明显的优势，首先大大减少了反射或者透射面的数量，提高了望远镜的效率；其次自适应副镜系统的红外散射很小，这对光学系统在红外波段的观测十分重要；另外自适应副镜系统没有额外的光学偏振，能明显改善光学系统像质；要建设大口径望远镜，自适应副镜系统是必不可少的一部分，但大口径望远镜的副镜口径一般较大，如何支撑和高频校正镜面面型是大口径超薄自适应副镜设计中面临的一个关键科学问题。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，对大口径副镜面型进行高速检测，并利用控制方法对副镜进行实时矫正，使得副镜面型始终维持在一个适宜形变值。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种大口径超薄自适应副镜控制方法，用于利用音圈电机(Voice Coil)作为支撑促动器元件，采用设置涂电容的方式反应副镜形变，与传统的自适应光学控制方法比起来，采用非接触式的镜面支撑方式行程更大，频率更高，没有磁滞效应，能够用于更大口径的超薄镜面的支撑。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种大口径超薄自适应副镜控制方法，应用于设置有副镜的望远镜大口径超薄镜面系统，包括以下步骤：

在副镜上设置多个涂电容和与其一一对应的音圈电机；

按照一定的频率测量表征副镜形变量的副镜涂电容的电容量大小；

根据表征副镜形变量的电容量大小对镜面形变信息进行分析产生控制电流大小并转换成数字控制信号；

根据数字控制信号控制音圈电机上导通电流大小方式来控制音圈电机的吸合力从而控制副镜面型。

优选地，所述涂电容的具体设置方式为，在副镜的薄镜面背面镀一层金属膜作为电容的一极，在副镜的镜面后面的微晶玻璃参考基板上镀另一层金属膜作为电容的另一极，两个极之间的距离为0.05mm-0.15mm。

优选地，所述音圈电机的具体设置方式为，一块磁铁黏合在副镜面上，音圈电机固定在其正上方的微晶玻璃参考基板上，磁铁和音圈电机中间隔空，距离为0.05mm-0.15mm。

优选地，所述根据数字控制信号控制音圈电机上导通电流大小方式来控制音圈电机的吸合力从而控制副镜面型具体为，

将数字控制信号转换成第一电压信号；

将第一电压信号经过电压跟随隔离输出第二电压；

将第二电压信号转换成电流信号输入至音圈电机两端；

采用精密电阻采样音圈电机的实际工作电流，进行采集从而得到真实的电流大小，和主控模块预期想要产生的控制电流大小比较进行进一步的精确控制。

优选地，将数字控制信号转换成第一电压信号采用16位数模转换器AD5668为主芯片。

优选地，将第一电压信号经过电压跟随隔离输出第二电压采用高速运算放大器OPA890为主芯片。

优选地，将第二电压信号转换成电流信号输入至音圈电机两端采用低压贴片场效应管FDS9926为主芯片。

优选地，采用精密电阻采样音圈电机的实际工作电流采用16位模数转换器AD7694为主芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)通过设置多个涂电容进行副镜面型检测，涂电容的变化量精确的反应副镜的形变量；

(2)每一涂电容的位置上设置一音圈电机对副镜面型进行调整，使得面型调整精确；

(3)采用芯片集成方式进行副镜面型检测和副镜调整，使得控制的准确度高，极大的避免了引入测量和调整误差。

附图说明

图1为本发明实施例的大口径超薄自适应副镜控制方法的步骤流程图。

具体实施方式