[发明专利]单压电片执行器阵列驱动的变形镜

说明书

一种单压电片执行器阵列驱动的变形镜，包括单压电片执行器阵列、设置在单压电片执行器阵列上方的镜面，单压电片执行器阵列包括多个固定于带通孔的基座上的单压电片执行器，每个单压电片执行器上均连接有支撑镜面用的连接柱，每个单压电片执行器包括弹性层和压电层，压电层的两面均覆盖有尺寸略小于压电层尺寸的电极层。本发明的单压电片执行器具有行程大、成本低的优点，产生的位移通过连接柱传递给镜面，使整个变形镜具有行程大、低成本的优点。

技术领域

本发明属于光学器件领域，涉及一种单压电片执行器阵列驱动的变形镜，用在自适应光学系统作为波前校正器。

技术背景

变形镜作为自适应光学系统中的波前校正器，通过控制其镜面形貌对光路中的畸变波前进行校正，使系统达到衍射极限。变形镜的性能很大程度上决定了自适应光学系统的波前校正能力。各国科研机构投入大量的人力物力研制高性能的变形镜，目前主要有静电力驱动、电磁力驱动、热变形驱动、压电驱动等不同驱动形式的变形镜。其中压电驱动的变形镜具有频响高、性能稳定的优点。

传统的压电变形镜采用压电叠堆式执行器推动镜面变形，具有大行程、高频响、性能稳定，但压电叠堆执行器价格昂贵，限制了其应用。中国专利申请200710171222.X披露了一种压电驱动的可变形反射镜，包括底座上面的4个PZT压电驱动器，在4个PZT压电驱动器上面键合了带有4个支撑柱的硅反射镜面。其压电驱动器是通过切片机切割而成的陶瓷块，难以产生很大的位移行程。中国专利申200610167153.0披露了一种压电厚膜驱动的微变形镜，包括致动单元组成的微致动器阵列和镜面，其中致动单元由硅衬底、带有上下电极的压电陶瓷膜和链接凸台组成，在硅衬底背面设有与压电陶瓷膜相对应的孔。压电陶瓷膜的厚度10-50微米，镜面厚度为20-50微米的单晶硅膜片。所述微变形镜采用微加工方法制备，工艺复杂，难以实现高性能器件的制备。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种具有大行程、低成本、易于制作的单压电片执行器阵列驱动的变形镜。

一种单压电片执行器阵列驱动的变形镜，其特征在于：包括单压电片执行器阵列、设置在单压电片执行器阵列上方的镜面，单压电片执行器阵列包括多个固定于带通孔的基座上的单压电片执行器，每个单压电片执行器上均连接有支撑镜面用的连接柱，每个单压电片执行器包括弹性层和压电层，压电层的两面均覆盖有尺寸略小于压电层尺寸的电极层。本发明的单压电片执行器具有行程大、成本低的优点，产生的位移通过连接柱传递给镜面，使整个变形镜具有行程大、低成本的优点。

进一步，镜面表面覆盖有光学反射层，用于对光束进行校正。

进一步，单压电片执行器为圆形结构，压电层的直径略小于弹性层直径。

进一步，压电层设置在弹性层的上方，或者弹性层设置在压电层的上方。

进一步，与弹性层接触的电极层与弹性层连通，并连接于同一根电线上。

进一步，连接柱位于单压电片执行器的中心处。

进一步，单压电片执行器是蜂窝状排列或是矩阵式排列。

进一步，每个单压电片执行器下面均对应一个通孔并且同心设置，通过弹性层固定于基座上，弹性层的直径略大于通孔直径。

本发明的工作原理：当单压电片执行器阵列施加电压时，单压电片执行器产生离面位移，位移通过固定在单压电片执行器中心的支撑柱传递到镜面，使镜面产生变形，当多个单压电片执行器共同作用时，可使镜面产生与畸变波前相共轭的形状，实现对波前畸变的校正。

本发明的优点在于：

1.单压电片执行器具有行程大，成本低的优点，使整个变形镜具有大行程、低成本的优点。

2.结构简单，易于制作。

附图说明