[发明专利]一种镜面控制系统

说明书

技术领域

本发明属于信息技术领域，特别地涉及一种大口径超薄自适应副镜控制系统。

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，并利用自动控制技术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系统，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，并使用电容传感器作为测量反馈装置，与传统的自适应光学系统比起来，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系统，包括副镜涂电容，副镜面型检测电路，主控电路，副镜调整电路，音圈电机，实时通信电路和电源电路，其中音圈电机的一输出端连接所述副镜涂电容的一极，

所述副镜面型检测电路的两输入端连接副镜涂电容两端，用于测量表征副镜形变量的副镜涂电容的电容量大小，并将电容量大小数据的输出端连接主控电路的一输入端；

所述主控电路用于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信号输出至副镜调整电路；

所述副镜调整电路用于根据主控电路的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；

所述实时通信电路用于向上位机实时报告目前的测量数据以及系统运行状态；

所述电源电路用于提供整个系统的工作电压。

优选地，所述副镜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，所述主控电路包括主控芯片STM32、8MHz无源晶振Y1、第六二极管D6、第十瓷片电容C10、第十一瓷片电容C11和第十二瓷片电容C12、第二十三贴片电阻R23和一个按键开关S1，其中C10和C11分别一端连Y1，一端接地；D6和R23两端分别并联，一端到3.3V电压端，另一端到C12和S1的一端，C12和S1另一端都连接至地；STM32的4脚和5脚分别连接Y1的两端；STM32的7脚连至D6的阴极；8脚、44、47脚连接到地；9脚、24脚、36和48脚连接到3.3V电压端；13脚、14脚、15脚、16脚、17脚分别连至副镜面型检测电路；STM32的21脚、22脚、26脚、28脚和45脚、41脚、42脚和43脚连到副镜面型调整电路。