微光学自适应系统中基于PZT薄膜的微反射镜单元工艺研究

摘要

微光学自适应单元技术是基于MOEMS工艺的智能化微光学技术，它能实时校正波前像差，保持清晰的成像。基于微光学自适应单元技术而成的微光学自适应系统，拥有传统的自适应光学系统所不具备的优势，具有广阔的发展空间。 微反射镜是微光学自适应系统中的基本组成部分。本文阐述了微光学和自适应光学系统的发展及应用，叙述了微光学和自适应光学的研究现状和前景，比较了几种微反射镜的制作工艺以及各自的特点，通过实验对比研究确立了基于硅基底的PZT薄膜制作微光学反射镜的方案。 基于硅基底的PZT薄膜微反射镜利用PZT薄膜的逆压电效应，通过外加电压使薄膜的厚度产生变化，对反射镜面局部进行微调，实现波前相位控制。 PZT薄膜的制备原料是钛酸丁酯(C4H9O)4Ti、乙酸铅Pb(CH3COO)2·3H2O和异丙醇锆Zr(OCH(CH3)2)4·(CH3)2CHOH，采用溶胶—凝胶法(Sol-Gel)制备薄膜。得到的溶胶通过旋涂、退火等技术处理得到单层薄膜，再经过数次重复操作达到需要的薄膜厚度。 由PZT薄膜制得的微反射镜单元，具有体积小、精度高、响应快速等优点，能够满足微光学自适应系统小型化和实时性的需要。

目录

文摘

英文文摘

第一章序论

§1.1研究背景

§1.1.1微光学概述

§1.1.2微光学阵列

§1.2 MEMS和MOEMS

§1.2.1 MEMS概述

§1.2.2 MOEMS的形成与发展

§1.3国内外微光学研究概况

§1.4本课题的研究内容和目的

§1.4.1课题研究的目的

§1.4.2研究目标

§1.4.3研究的创新点

§1.4.4本课题的研究内容

第二章自适应光学技术简介

§2.1概述

§2.2自适应光学的基本组成

§2.3波前传感器

§2.3.1波前传感器基本原理

§2.3.2波前传感器测量的参数

§2.3.3典型的波前传感器

§2.4波前校正器

§2.4.1简介

§2.4.2变形反射镜

§2.5波前控制器

§2.5.1波前控制技术

§2.5.2控制器及控制算法

§2.6自适应光学技术的应用

第三章压电陶瓷及压电实验

§3.1压电材料的压电性

§3.2压电陶瓷的位移特性

§3.3压电陶瓷材料的应用

§3.2.1压电滤波器

§3.2.2压电变换器

§3.2.3压电换能器

§3.2.4压电超声马达与驱动器

§3.2.5压电点火器

§3.3压电陶瓷逆压电效应的实验

§3.2.1准备

§3.2.2测量仪器

§3.2.3实验过程

§3.2.4实验数据分析

§3.2.5结果与讨论

第四章基于PZT薄膜的微反射镜研究

§4.1压电陶瓷的局限性

§4.2几种新型的反射镜

§4.2.1薄膜反射镜

§4.2.2平面盘式反射镜

§4.2.3活塞式分离反射镜

§4.2.4双金属效应反射镜

§4.3 PZT薄膜简介

§4.4 PZT薄膜的制作方法

§4.5基于PZT薄膜的微反射镜实验

§4.5.1 PZT薄膜工作原理

§4.5.2基于PZT薄膜的微反射镜单元制作工艺

§4.5.3结论

第五章小结及展望

§5.1论文工作小结

§5.2工作展望

参考文献

发表的论文

致谢