高精度横向压电变形镜设计与制造关键技术研究

目录

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第一章 绪论

1.1 课题来源与研究背景

1.1.1 研究课题来源

1.1.2 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 变形镜的设计方法

1.2.2 变形镜的加工方法

1.2.3 变形镜的控制方法

1.3 研究思路与主要内容

1.3.1 研究思路

1.3.2 研究内容

第二章 高精度横向压电变形镜优化设计

2.1 考虑粘结层的变形镜仿真模型

2.1.1 含粘结层有限元模型的建立过程

2.1.2 有限元模型的实验验证

2.2 变形特性的主要影响因素分析

2.2.1 影响变形量的主要因素

2.2.2 影响变形精度的主要因素

2.2.3 影响共振频率的主要因素

2.3 横向压电变形镜结构参数的优化设计策略

2.3.1 考虑剪切应力的粘结层设计方法

2.3.2 变形镜优化设计策略

2.3.3 变形镜优化设计实例

2.4 本章小结

第三章 单晶硅变形镜的超精密车削研究

3.1 单晶硅塑性域车削研究

3.1.1 刀具前角对单晶硅脆塑转变的影响规律分析

3.1.2 刀具前角对表面质量的影响

3.1.3 离轴车削单晶硅镜研究

3.2 单晶硅变形镜超精密车削振纹抑制研究

3.2.1 镜面振纹的产生

3.2.2 镜面振纹产生原因分析

3.2.3 变形镜车削过程仿真分析

3.3 单晶硅变形镜超精密车削刚度优化

3.3.1 变形镜系统刚度优化仿真

3.3.2 变形镜系统刚度优化实验

3.4 本章小结

第四章 单晶硅变形镜的高精度离子束修形研究

4.1 薄形变形镜的传统抛光研究

4.1.1 驱动器的传统抛光工艺

4.1.2 变形镜的传统抛光工艺

4.2 离子束抛光变形镜的热力学模型

4.2.1 离子束能量沉积模型

4.2.2 温度场和应力场的理论模型

4.2.3 离子束抛光变形镜温度场仿真

4.2.4 离子束抛光变形镜应力场仿真

4.2.5 离子束抛光变形镜温度测试实验

4.3 带粘结层单晶硅薄镜的离子束抛光

4.3.1 光阑热特性分析

4.3.2 不同光阑修形能力分析

4.3.3 工艺优化与总结

4.4 本章小结

第五章 横向压电变形镜的应变控制方法

5.1 压电应变与镜面变形的映射关系

5.1.1 泊松方程的有限差分求解

5.1.2 应变传感器设计方法

5.2 单电极变形镜的应变控制研究

5.2.1 单电极变形镜应变预测镜面变形

5.2.2 应变反馈校正镜面迟滞误差

5.2.3 应变反馈控制的作用

5.3 横向压电变形镜的解耦控制方法

5.3.1 横向压电变形镜电极间的耦合关系判定

5.3.2 解耦设计方法

5.4 四单元矩形变形镜解耦及应变控制

5.4.1 集成应变反馈层的四单元变形镜及实验平台

5.4.2 四单元矩形变形镜耦合关系及解耦设计

5.4.3 四单元矩形变形镜线性解耦实验结果

5.5 小型化装配的三单元圆形变形镜线性解耦研究

5.5.1 三单元圆形变形镜及试验平台

5.5.2 三单元圆形变形镜线性解耦控制

5.6 本章小结

第六章 横向压电变形镜的应用优化

6.1 迟滞曲线形状控制研究

6.1.1 蝶形迟滞曲线的出现

6.1.2 极化原理及电滞回线的特点

6.1.3 迟滞曲线的调整结果

6.2 环境温度对高阶透印的影响

6.2.1 不同温度下的透印现象

6.2.2不同温度加热后驱动器的压电性能测试

6.3 改善边缘约束的19单元U形垫变形镜

6.3.1 弹性U形垫的装配结构设计

6.3.2 变形镜影响函数与频率响应测试

6.3.3 超连续谱光纤激光器像差校正

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果