[实用新型]一种基于电润湿技术的变形镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，特别是一种基于电润湿技术的变形镜。

背景技术

变形镜，又称波形校正器，是自适应光学系统中的核心器件。它通过改变光波波前传输的光程或改变传输媒介的折射率，来改变入射光波波前的相位结构，从而达到对光波波面相位进行校正的目的。

变形镜按面形分为分立表面变形镜和连续表面变形镜。分立式变形镜无法得到连续面形，波前校正精度低，但是它有较大的校正量，适用于大型天文自适应光学系统中做大尺寸、大变形量的波前校正。连续型变形镜优点是可以得到连续的面形，校正精度高，但其缺点是面形的变形量比较小。另外，按驱动方式不同又分为压电驱动变形镜、微机电系统变形镜、双压电片变形镜、液晶空间光调制器。压电驱动变形镜其行程较小，一般为几微米左右，对大幅值的低阶像差校正能力较弱，除此之外，该类变形镜还有成本高、尺寸大等缺点。微机电系统变形镜具有零迟滞、谐振频率高、表面填充率高、低功耗、低成本等诸多优势，但是此变形镜行程相对较小，一般也仅为几微米左右，同样难以对大幅值的低阶像差进行校正,除此之外，表面精度较差、激光损伤阂值较低也是该类变形镜所具有的缺陷。双压电片变形镜尽管具有大行程量，然而其像差校正能力随着像差空间频率的升高而急剧下降，故难以用于高阶像差校正。液晶空间光调制器具有高空间分辨率、低成本、低功耗等诸多优点，但一般而言，其存在依赖偏振光、光能损失大、响应速度慢、损伤阈值低、相位卷绕、色差影响等缺点。

无论哪一种类型的变形镜，不管其驱动器个数的多少，变形镜的动态范围至少要等于待校正像差的峰谷值(Peak to Valley,PV)才能对像差进行有效补偿，对于反射式变形镜来说，这要求其反射面最大行程至少要等于像差PV值的一半。目前变形镜具有响应速度慢和精度低等缺点

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于电润湿技术的变形镜，该变形镜能够得到连续的镜面面形且具有响应速度快、精度高、成本低等优点。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本实用新型提出的一种基于电润湿技术的变形镜，包括基底和设置在基底上的驱动器，驱动器包括由多个液体透镜管组成的液体透镜阵列，液体透镜管内填充有疏水材料，疏水材料包括互不相溶的导电液体和绝缘液体，绝缘液体位于液体透镜管的底部，导电液体位于绝缘液体的上方且导电液体的液面与液体透镜管的管口面齐平，导电液体的上表面覆盖有第一绝缘材料，第一绝缘材料的上表面设置有一层均匀平滑的固态纳米金属薄膜，基底的下表面设有第二绝缘材料，第二绝缘材料的下表面设有电极，液体透镜管的内壁上由外至内依次涂覆有绝缘层和疏水层。

作为本实用新型所述的一种基于电润湿技术的变形镜进一步优化方案，液体透镜管为圆柱形的石英玻璃管。

作为本实用新型所述的一种基于电润湿技术的变形镜进一步优化方案，液体透镜阵列采用矩形阵列形式。

作为本实用新型所述的一种基于电润湿技术的变形镜进一步优化方案，第一绝缘材料为聚氨酯，第二绝缘材料为氮化硅。

作为本实用新型所述的一种基于电润湿技术的变形镜进一步优化方案，还包括第一导线和第二导线，基底上还设置有驱动通道，第一导线的一端与导电液体连接，第一导线通过驱动通道引出，第二导线的一端与电极连接，第一导线的另一端、第二导线的另一端分别与电源的正负极连接；

作为本实用新型所述的一种基于电润湿技术的变形镜进一步优化方案，导电液体为水或汞。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)本实用新型可根据需要适当改变液体透镜阵列中各个玻璃管中的导电液体与电极之间的电压，可以获得期望的薄膜反射镜面的曲面形状；

(2)对于复杂的面型，可以精确的调制，同时变形效果好；

(3)采用液体透镜阵列作为驱动器，对薄膜反射镜面有保护作用。当驱动导电液体接触角改变的电压超过一定值时，导电液体表面的变形达到饱和状态，不会进一步驱动镜面的变形；

(4)针对不同的场合，要想获得合理的变形量，选择不同材料的导电液体即可，选择性广。

附图说明

图1是变形镜的侧视图。

图2是单透镜侧视图。

图3是液体透镜阵列图。