[发明专利]一种光束调相调向装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种光束调相调向装置及其使用方法，包括通过微流道相互连接的功能内芯及驱动内芯，所述功能内芯与对称设置左、右盖片形成由调相腔及调向腔构成的功能腔，所述调相腔及调向腔内分别放置有互不相溶且折射率各异的三种液体材料，并通过液体材料分别组合构成调相液柱及调向液柱，本发明通过在驱动内芯左侧施加压力，改变第一、二液体在驱动腔内的填充比例，改变从左至右传播的光束相位差，完成调相；并通过控制调向腔内四块导电材料电极的电压，控制光束从左至右传播的方向，实现平面二维可调，完成调向。本发明组合调相及调向功能在同一装置中，解决了光学综合孔径共相难的问题，使其共相过程简化、减小共相误差。

技术领域

本发明涉及一种光束调相调向装置及其使用方法，属于光学综合孔径、光电信息集成器件、微流控光学分析和自适用光学技术领域。

背景技术

光学综合孔径技术是将多个小口径的光学镜面或光学系统按照一定的空间位置排列，通过光路、镜面的调整和相位匹配，使得通过各个子孔径的光束在共同焦平面上满足同相位要求，以实现光场的相干叠加，达到与之通光口径相当的单一大口径系统的衍射分辨率。目前光学综合孔径技术已经成为增大望远镜口径、提高望远镜分辨率的一种重要手段。子孔径间能否良好共相的问题制约着光学综合孔径望远镜的光学性能。实际上，共焦易于实现，难点在于共相。针对拼接型望远镜共相难的问题，文章《基于色散条纹传感技术的拼接镜共相方法》提出了一种基于色散条纹传感技术的共相误差检测方法，硕士论文《自适应光学合成孔径成像遥感器中光纤压电陶瓷移相器的研究》使用光纤压电陶瓷移相器来对相位误差进行实时测量与校正，硕士论文《光学综合孔径望远镜中电感式位移传感器的研究》使用的传感器具有一定的线性度、灵敏度和分辨率的,可用于综合孔径望远镜子孔径间位移测量系统。但上述研究均未对现有光学综合孔径共相方法存在的操作复杂、精度不高等问题做出实际改变。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种光束调相调向装置及其使用方法，用于解决现有光学综合孔径共相方法复杂，精度不高等问题，使其共相过程简化、减小共相误差。

为了达到以上目的，一种光束调相调向装置，包括具有柱状通孔的功能内芯(1)和驱动内芯(2)；所述功能内芯(1)的左右两端分别设有透明的左盖片(5)和右盖片(6)，且功能芯片与两块盖片间的空间形成液体可调相调向的功能腔(3)，用于存储调相调向液体材料；所述功能腔(3)由调相腔(7)和调向腔(8)组成，放置第一液体(9)、第二液体(10)和第三导电液体(11)，三种导电液体互不相溶且折射率各异，第一液体(9)和第二液体(10)组合构成调相液柱，第二液体(10)和第三导电液体(11)组合构成调向液柱；调相腔(7)由非弹性材料制作而成；调向腔(8)由四块导电材料经绝缘粘胶粘结而成，导电材料分别为壁(8-1)、壁(8-2)、壁(8-3)、壁(8-4)，各内壁面设有绝缘介电层和疏水层，每块导电材料作为独立的控制电极，第三导电液体(11)为公共电极；

驱动内芯(2)设有具有弹性壁的驱动腔(4)，所述驱动腔两端设有开口并通过微流道与功能内芯(1)调相腔(7)连通，储存有第一液体(9)和第二液体(10)；驱动内芯(2)外侧设有粗调驱动装置(12)和细调驱动装置(13)。

进一步的，所述调相腔(7)中部内壁区域设有疏水层，第一液体(9)、第二液体(10)接触面为与内壁垂直的平面。

一种光束调相调向装置的使用方法，包括如下步骤，

步骤1，进行光束调相：

步骤1.1、在驱动芯片上左侧施加压力，驱动第一液体向左运动，使得第二液体通过微流道挤入调相腔内，进而使接触面向左移动；

步骤1.2、通过驱动芯片上的粗调驱动装置及细调驱动装置进行进一步驱动调节；

步骤1.3、根据计算从左至右传播的光束的相位差，最终完成调相；

步骤2，进行光束调向：