小像差压电变形镜制造技术研究

摘要

自适应光学技术中，反射式波前校正器因具有高响应速度、可实时校正波前而得到广泛应用。在众多类型的变形反射镜中，分立压电式连续镜面变形镜因表面没有间断点、能承受较大功率等优点，已成功应用于国内外多个自适应光学系统。但是将自适应光学应用于全息光学技术中未见报道。本文将自适应光学技术引入全息记录光学系统中，研究了一种具有小像差特征的压电变形镜，用以实现全息光学记录系统的像差补偿。
　　 论文首先介绍了自适应光学系统中变形镜的国内外研究现状、变形镜的结构和主要性能，使用影响函数的概念对变形镜的面形进行描述，并选用有限元法确定影响函数，用ANSYS软件对变形镜进行了有限元分析。
　　 变形镜总的变形量是各个促动器的影响函数综合作用的结果，本文使用最小二乘法校正畸变波前，分别对19单元和37单元变形镜的校正能力进行了计算分析。19单元变形镜基本能满足校正初级像差的要求，单元数增多后，变形镜的校正能力显著提高。最后利用自行制作的19单元变形镜进行了实验。使用干涉仪测得了变形镜每个促动器的影响函数和影响函数的线性特征，测试了变形镜的静态稳定性。由于变形镜加初次电压往往不能达到理想的效果，实验中提出了变形镜面形的优化方法，并对给定波前进行了面形优化。实验验证了理论分析的合理性。19单元变形镜对较简单的面形，如离焦、像散有较好的校正效果，经面形优化后，残余波前的PV分别达到了0.0536μm和0.0682μm。