[实用新型]一种波前校正器

说明书

技术领域

本实用新型属于自适应光学系统技术领域，具体地说涉及一种波前校正器。

背景技术

波前校正器(也称作变形镜)作为自适应光学系统的关键器件，近些年来得到了快速发展。与传统固体镜片变形镜技术途径相比，液体镜面变形镜能够利用液面自身的张力作用保持平滑，从而解决了传统固体镜片技术存在中高频像差这一固有问题，被越来越多的应用到自适应光学技术中。

现有的液体镜面变形镜主要包括铁磁液体驱动型和液晶驱动型，前者利用通电线圈的电磁力改变铁磁液体表面形状来校正反射光的波前畸变，在稳定状态下能够利用液面自身的张力作用保持平滑，克服传统镜片固有的中高频像差，但液面面形容易受到重力、气流等外界干扰，也存在液体表面光反射率低、表面镀膜难度大等问题；后者对液晶分子加电后改变分子极化方向，对于偏振入射光来说液晶分子极化方向的变化导致折射率的变化，从而达到校正透射光波前畸变的目的，液晶变形镜的驱动器密度可以做的很高，而且制造工艺成熟，被广泛应用在小口径自适应光学系统中，但只能适用于偏振光，并且液晶材料抗激光损伤阈值较低并存在严重的色散现象。

液体界面存在着张力，改变界面的张力状态就可以改变液面的形状，在改变液面张力状态的各种方法中，电浸润法具有结构简单、控制精度高、响应速度快等优点，在许多领域被得到应用。电浸润法已经被成功应用在可变焦距液体透镜技术中，该技术利用电浸润效应改变液面曲率从而控制液体透镜的焦距，成为最廉价的成像系统。尽管电浸润技术在透镜成像方面已经成功商业化，但目前仍然未被应用到自适应光学技术中，要实现这一应用，还需要解决很多原理和技术上的问题。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种响应速度快、稳定性高、面形响应形状多样化、操作便捷、成本低、控制精度高、适用于自适应光学系统的波前校正器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种波前校正器，包括容器、至少一个电源和至少一个电极，所述容器设置为密闭结构，其内部设置有折射率不同的导电液体和绝缘液体，所述电极呈离散状设置在容器的外侧壁，其正极与电源相接，其负极与导电液体连接。

进一步，所述导电液体和绝缘液体互不相容。

进一步，所述导电液体和绝缘液体的高度和等于容器的高度。

进一步，所述电极的负极处设置有导线，所述导线的一端与电极的负极连接，其另一端与导电液体连接。

进一步，所述电极设置在导电液体和绝缘液体的液面接触处。

进一步，所述电极与电源一一对应设置。

进一步，所述容器设置为柱状结构，其横截面的外接圆直径设置为10-200mm，其高度设置为5-20mm。

进一步，所述容器的上下表面均镀有对入射光高透过率的膜。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用电浸润效应改变液体表面的张力状态，从而精确控制液面面形来校正入射光的波前畸变，具有响应速度快、稳定性高的特点，适合应用于自适应光学波前校正系统中。

2、本实用新型中电极呈离散状设置在导电液体和绝缘液体的液面接触处，促使液面形状变化具有更大的自由度，并且，所述电极与电源一一对应设置，能够灵活实现液面局部面形变化，促使液面接触处达到非对称面形变化，具有面形响应形状多样化的特点。

3、本实用新型作为透射式光学元件，不需要在液体表面镀膜，具有操作便捷、成本低的特点。

4、本实用新型将导电液体和绝缘液体注入密闭容器中，有效避免液面面形受到外界气流扰动等影响，具有控制精度高的特点。

5、本实用新型中容器的横截面尺寸具有较大的调节范围，适用于大口径高能量状态，同时，本实用新型对光学的偏振态没有要求，具有适用范围广的特点。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的一种容器横截面结构示意图；

图4是本实用新型的一种容器横截面结构示意图；

图5是本实用新型的一种容器横截面结构示意图；

图6(a)是常见的泽尼克像差进行校正前的示意图；

图6(b)是本实用新型对常见的泽尼克像差进行校正后的示意图；

图7是入射光未经过拟合的波前干涉示意图；

图8(a)是本实用新型对入射光进行离焦拟合后的干涉示意图；

图8(b)是本实用新型对入射光进行45度像散像差拟合后的干涉图。