CN100429555C - 由电效应控制电活性材料厚度变化实现局部变形的反射镜 - Google Patents

Abstract

用于补偿几何像差的可变形反射镜，包括：电绝缘基片；第一镜台，包括置于所述基片前表面上面的选定位置上的至少两个平面电极；电活性材料的第一层，其与所述第一镜台的电极的前表面相接触地放置，并适于在选定的局部电位差的作用下发生局部变形；导电反射层，其形成连接到电接地端的接地电极，并且所述导电反射层位于所述第一电活性层的前表面的上面；第一供电电路，每个第一供电电路与所述电接地端以及所述第一镜台的至少一个电极相连，以便根据命令局部地施加选定的电位差，该电位差适于对基本上与所述电极对应的第一电活性层的一个区域进行局部变形；至少一个第二镜台；至少一个导电插入层；电活性材料的至少一个第二层；以及第二供电电路。

Description

由电效应控制电活性材料厚度变化实现局部变形的反射镜

相关申请的交叉引用

本申请基于2004年9月20日提交的法国专利申请No.FR0452092，此处引入该申请的全部内容作为参考，并在此要求该申请的优先权。

技术领域

本发明涉及具有较高分辨率或甚至具有非常高的分辨率的光学仪器。

背景技术

正如本领域技术人员所知，某些光学仪器具有几何像差(geometrical aberration)，所以越来越有必要对所需的更高分辨率进行补偿。

至少已经提出两种解决方案用于对这些几何像差进行补偿。

第一种解决方案包括在电场的作用下使用液晶来改变玻璃的折射率。这种解决方案的缺陷在于其产生了色像差(chromaticaberration)，使得难以将其应用到多频谱仪器或具有较宽频带的仪器。

第二种解决方案包括使用可变形的(或活动的)反射镜。在此这是一个在必须对其几何像差进行补偿的观察仪器的光圈的级别上控制反射镜反射表面的变形的问题。

因此，Delft大学已经提出，在距包括印制电路的基片为选定距离之处放置悬浮的反射膜，该印制电路上形成有连接到供电电路的电极，该悬浮的反射膜连接到所述供电电路的接地端。通过将电极置于选定的电位上，该悬浮的反射膜被拉向该电极，从而发生变形。

该解决方案至少有两个缺陷。

第一个缺陷是由于将该膜结合到其支架上而引起的。将柔韧膜安装到圆形底座上的压力有效地产生变形，必须机械地将这种变形最小化，并且在温度变化或局部温度梯度的影响下这种变形有可能重新出现。

第二个缺陷是由于致动器(或电极)施加到膜上的静电力而引起的。在实现中，该静电力与所施加的电压的平方(V²)成正比，致动器可以在膜上仅施加使得该膜趋向于移向致动器的牵引力。所以有必要施加偏移电压以使膜平面靠近于电极平面而移动，以便通过局部地放松牵引力来尝试在膜上生成突起(boss)。该解决方案利用电极的一部分致动能力来达到效果。由于反射镜外环的高曲率，因此反射镜外环可以不再用于对像差进行校正，这使得可用区域减少。另外，如果电源出现故障，从而使偏移电压消失，那么反射膜的位移及其曲率变化会改变仪器的设置，这有可能使图像不可用。

没有一个解决方案能令人完全满意，所以本发明的目的在于改善这种状况。

发明内容

为此目的，本发明提出一种用于补偿几何像差的可变形反射镜，包括：电绝缘基片(优选地为刚性的)，具有基本上为平面的前表面；第一镜台，包括置于所述基片前表面上面的选定位置上的至少两个平面电极；电活性材料的第一层，其与所述第一镜台的电极的前表面相接触，并适于在选定的局部电位差的作用下发生局部变形；导电反射层，其形成连接到电接地端的接地电极，并且该导电反射层位于所述第一电活性层的前表面的上面；第一供电电路，每个第一供电电路一方面与所述电接地端相连，另一方面与所述第一镜台的至少一个电极相连，以便根据命令局部地施加选定的电位差，该电位差适于对基本上与所述电极对应的第一电活性层的一个区域进行局部变形；至少一个第二镜台，包括插在所述基片前表面和所述第一镜台后表面之间的至少两个平面电极；至少一个导电插入层，其形成连接到所述电接地端的接地电极，并插在所述第一镜台的后表面和所述第二镜台之间；电活性材料的至少一个第二层，其插在所述第二镜台的电极的前表面和所述导电插入层的后表面之间，并适于在选定的电位差作用下发生局部变形；以及第二供电电路，每个第二供电电路一方面连接到所述电接地端，另一方面连接到所述第二镜台的至少一个电极，以便根据命令局部地施加选定的电位差，该电位差适于对基本上与所述电极对应的第一电活性层的一个区域进行局部变形；

-每个镜台的电极可以基本上具有相同的形状，并且可以基本上将一个电极置于另一个电极的上面；

-每个镜台的电极可以基本上具有相同的形状，并且可以将一个电极以部分偏移的位置置于另一个电极的上面，以便形成部分重叠；

-每层电活性材料可以通过粘合来连接到其周围的层；

-至少一个绝缘插入层可以插在电极的第一镜台的后表面和所述导电插入层之间；

-每个镜台可以是形成有所述电极的印制电路；

-每个镜台的电极基本上可以是六边形的形状，并且可以按照三角形铺设(triangular paving)相对于彼此而布置；

-每个镜台的至少一个电极可以包括至少一个选定形状的凹槽(recess)。例如，该凹槽是具有n个分支的星形凹槽；

-例如，通过使用铺设的空隙，可以在电极的后表面或者在电极的平面内将电极连接到其各自的供电电路；

-每个局部变形优选地是选定的电位差、有关的电活性层的厚度和有关的所述电活性层的电活性材料类型的函数；

-电活性材料可以是三元共聚物，例如掺杂有氟的共聚物；

-反射层可以由金属材料构成；

-可以将至少一个半刚性的且导电的(或涂有导电物质的)插入附加层置于所述反射层(形成接地电极)和所述第一电活性层之间。例如，该插入附加层可以具有大约10微米到几百微米之间的厚度。另外，该插入附加层可以通过粘合来连接到其周围的层。

本发明特别适于但不是专门适于空间的或地面的远程传感环境中的光学仪器。这种光学仪器包括例如连接到与上述类型的可变形反射镜的望远镜。另外，这些光学仪器还可以包括伺服控制装置，负责在其可变形反射镜的活动表面上进行测量，以便通过施加到其各个电极的电压来控制其形状。

附图说明

通过研究以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中：

图1以截面视图图解地示出根据本发明的可变形反射镜的第一实施例。

图2以分解透视图示出图1中可变形反射镜的主要组件。

图3图解地示出平面电极铺设的一个例子的平面视图。

图4以截面视图图解地示出根据本发明的可变形反射镜的第二实施例。

图5以截面视图图解地示出根据本发明的可变形反射镜的第三实施例。

图6以截面视图图解地示出根据本发明的可变形反射镜的第四实施例。

图7以截面视图图解地示出根据本发明的配有可变形反射镜的远程传感仪器的一部分的第一实施例。

图8以截面视图图解地示出根据本发明的配有可变形反射镜的远程传感仪器的一部分的第二实施例。

具体实施方式

附图构成本发明说明书的一部分，如有必要，附图还有助于对本发明的定义。

附图中所表示的元件的相对尺寸并不代表真实的相对尺寸。

首先参照图1和图2来描述根据本发明的可变形的(或活动的)反射镜的第一实施例。

正如在“背景技术”部分中所描述的，可变形的反射镜M拟用于在其光圈之一的级别上对光学仪器的几何像差进行补偿。

接下来，通过说明性的、非限制性的例子来进行考虑，该光学仪器为可能具有较高分辨率的远程传感仪器，安装在一个或多个太空船上，例如安装在一个或多个人造卫星或航天飞机上，并拟用于从太空观察地球。在光流通过仪器之后必须对光流进行分析，光流通过仪器时引入了几何像差，但可以在任意一点校正该几何像差，为了结构紧凑，同样优选地在输出端进行校正。所以，仪器的出口光圈的图像在反射镜的活动表面上生成。在这种情况下，对于几十微米的变形，反射镜的通带最大约为几赫兹。

然而，本发明并不限于该应用。其可以用于具有几何像差的任意类型的光学仪器中，并且特别是用于地球天文学领域(例如，用于校正由于大气引起的像差-在这种情况下，对于几微米的变形，反射镜的通带大约为100赫兹)，或者用于科学仪器领域(具体而言是激光器，特别是高功率激光器)，或者用于工业领域，又或者用于医疗成像领域(特别是眼科)。本发明同样可应用于例如望远镜的主镜之类的大反射镜的形状校正，，或者应用于分割的大反射镜的情况下大反射镜的每个部分。

另外，下面将反射镜M视为平面，但这不是必须的。

如图1所示，根据本发明，可变形反射镜M由堆叠的电绝缘基片S构成，堆叠的基片S具有基本上是平面的前表面FAS、包括连接到供电电路C1i(i＝1到N)的至少两个平面电极EL的至少一个第一镜台E1、电活性材料的至少一个第一层CP1和一个形成连接到供电电路C1i的电接地端的接地电极的导电反射层CR。

更准确地说，在图1和图2所示的例子中，基片S包括前表面FAS，平面电极EL的第一镜台E1连接到该前表面FAS。基片S优选地是刚性的。例如，基片S由诸如玻璃(例如，ULE或Zérodur类型的玻璃)之类的材料构成。然而，可以使用任何其它的稳定的和电绝缘的材料，并且特别是碳-碳类型的复合材料或烧结的SiC。

在后面将看到，将第一镜台E1的平面电极EL置于第一电活性层CP1的后表面(与其前表面FAE相反)之下的选定位置，以便使第一电活性层CP1的选定区域变形。例如，选定区域为六角形的形状，将其相对于彼此布置，构成三角形铺设。然而，当然也可以将电极考虑为其它的形状。同样，可以考虑任何其他类型的电极定位，例如图3中所示的电极定位，其中包括大约40个平面，并将共面电极布置在五个同心的环中。

图2中图解地示出，第一镜台E1是例如特别是形成平面电极EL的印制电路。然而，同样可以考虑例如通过真空沉积在基片S的前表面FAS上直接形成电极EL。

将第一电活性层CP1放置得与第一镜台E1的前表面FAE相接触，所以第一电活性层CP1也与第一镜台E1的电极EL相接触。第一电活性层CP1由可以在选定的局部电位差的作用下进行局部变形的电活性材料构成。电活性材料优选地为三元共聚物，例如掺杂有氟的共聚物。甚至更优选地，电活性材料为P[VF2 VF3 CFE]共聚物，该共聚物包括三种单体VF2(或VDF(vinyl difluoride))、VF3(或TrFE(trifluoride of ethylene))和CFE(或chlorofluoride of ethylene)，称为ISL3。这样的材料是由ISL(Institute Franco-Allemand de SaintLouis en France)合成的。

可以通过例如旋涂(spin coating)技术来制造第一电活性层CP1。这一技术包括将少量的材料沉积在待覆盖的表面上，然后使所述表面旋转，以便使该材料均匀地分布直至该材料构成选定厚度的一层时为止。作为替代，电活性层同样可以通过液相沉积法来制造。为此目的，例如，可以在将聚合物与溶剂混合之后使用该聚合物，在对具有良好表面状况的膜进行干燥之后，该溶剂将被去除。在另一变型中，可以通过在支撑表面上进行喷射来直接形成该膜。

第一供电电路C1i的数量优选地等于第一镜台E1的电极EL的数量，以便可以独立于第一镜台E1的其它电极而将每个电极至于选定电位上。这样，在存在N个电极EL的情况下，通过控制N个供电电路C11到C1N，可以选择性地对第一电活性层CP1的从1个到N个不同的区域进行变形。

至少可以使用连接到供电电路的单个电极EL来对一个单独的区域进行局部变形，称为“带状”控制，或者至少使用分别连接到N个供电电路的所有N个电极来对全部区域进行整体变形，称为“形态”控制。

例如，在形态控制的情况下，将在出口光圈中测得的像差或者从由仪器本身提供的图像中重构的像差首先导入到n个泽尔尼克(Zernicke)多项式的一个基(在一个圆盘上具有两个变量ρ和θ的正交标准化多项式)中，这样做的优点在于通过对影响进行降序排列来对光学仪器的缺陷进行分类。因此，在该基中，光波表面(也就是说像差)由具有n个分量的矢量表示，这些分量分别表示光波表面(如果仪器是完好的，光波表面应该是一个平面)的整体变形中n个多项式的权值。

忽略幅度系数，每个多项式描述通过将特定的电压发送给可用的N个电极能够最佳地生成的固有形状。所以，控制系统在存储器中存有n组N个特定电压。通过用表示光波表面的矢量的n个分量来对每一组N个特定电压进行加权，并通过对每个电极进行代数半求和(half-sum)运算，获得最优地消除了光圈中的像差的N个变形控制电压。可以选择仅对与前k个多项式相关联的前k个缺陷进行校正。校正深度k越大，就必须将更多的致动器置于反射镜的表面。

每个供电电路C1i与电接地端相连，并且与第一电活性层CP1的前表面FAC的触点相连。这样就可以在与电极EL对应的第一电活性层CP1的每个区域中局部地建立选定的电位差。该电位差在相关的区域中创建横向电场(也就是说，与第一电活性层CP1相垂直的场)，该电场通过电效应引入了局部变形。更准确地讲，该电效应是用于改变第一电活性层的厚度的电致伸缩。

这种厚度的变化基本上遵循二次定律。例如，为了使第一电活性层CP1的厚度增加大约1％，就必须在电活性材料上施加约40MV/m的电场，而为了使厚度增加大约7％，就必须在电活性材料上施加约170MV/m的电场。

特别是用于红外线区域中的应用的例如由诸如黄金之类的金属材料制成的反射层CR有可能具有保护层。然而，反射层CR同样可以由受保护的银或铝构成，用于可见区域中的应用。例如，在真空中将反射层CR沉积到第一电活性层CP1的前表面FAC上。例如，反射层CR在平面反射镜M上提供了非常好的光学品质，典型地为λ/50rms(均方根-代表变形反射镜M的范数的平均二次值平方根)。除非有误差，否则反射镜的表面为平面，对于同一个表面，在反射镜的整个表面上误差平方的平均二次值为整数。

反射层CR保证在吸收的能量、反射的能量和扩散的能量等方面的反射质量，而电活性膜(或层)的光泽决定了反射镜M的光学品质。

如果镜台E1以印制电路的形式制成，那么在此就可以形成每个供电电路Cli的至少一部分。另外，如果印制电路是3D类型的并且电活性材料是单层的，那么就可以将供电电路Cli连接到电极EL的后表面。这样就可以不在第一镜台E1的前表面FAE的级别上连接导线和导电轨道。

与第一电活性层CP1的前表面FAC连接到反射层CR相反，将第一电活性层CP1的后表面置于刚性表面上，在该区域的所述前表面FAC的级别上以及在基本上置于所述区域上面的反射层CR的一部分的级别上由材料的速流来实现区域ZD的局部变形。当出现一个或多个突起(boss)时，在变形区域ZD的前表面FAC的级别上以及在置于所述区域上面的反射层CR的一部分的级别上反射该材料流。所以，与反射层CR位于同一例的反射镜M的活动表面有可能发生变形，以便对安装所述反射镜M的光学仪器的几何像差进行补偿。

这里的“对几何像差进行补偿”是指对反射光波即光波表面的相位差进行校正。

第一电活性层CP1的局部变形依赖于几个参数，并且特别是依赖于其厚度，依赖于构成它的电活性材料，并依赖于选定的电位差，该电位差同样依赖于其厚度。例如，对于掺杂有100μm厚的氟的共聚物的电活性层CP1，并且HT电压大约为17kV，则对于170MV/m的电场，获得等于厚度7％的变形，即7μm的变形。

例如，为了对第一电活性层CP1的一个选定区域进行局部变形，可以从对第一镜台E1的所有电极EL施加相同的电压开始，这使得在整个第一电活性层CP1上厚度基本上恒定增加，当所有其表面由电极EL控制时，得到基本上均匀的初始变形。然后，减小或增大施加到电极的控制待变形的选定区域的电压，以便减小或增大初始变形的幅度。

与现有技术的静电效应反射镜相反，如果电源出现故障，那么均匀的初始变形就会消失，从而使得反射表面为平面。

如果电极EL的尺寸相对于第一层CP1的厚度较大(很大)，电极EL的尺寸典型地为第一电活性层CP1在所施加的电场作用下受到的局部变形的100倍，那么就基本上采取由边缘效应产生的阶梯的形式。

为了将该边缘效应扩展到整个电极EL或部分电极EL上，可以在电极EL上形成至少一个凹槽(recess)。可以将该凹槽考虑为任何形状，并且特别是具有n个(例如n＝24)分支的星形或为圆形。

具有凹槽的电极EL的数量可以变化。在一个电极镜台中该数量可以等于一个或多个。另外，可以将不同电极的凹槽形状考虑为不同。

为了减小施加到电极的电压，可以使用图4所示类型的多层结构。更准确地说，由于变形所需的电压依赖于电活性层的厚度，所以就可以使用多个(至少两个)厚度中等或厚度较小的电活性层，而不是一个厚度较大的单独的层。这样，上述7μm的变形可以用厚度为10μm的十个层来得到，但是仅对每层施加1.7kV的电压。

在图4中的例子中，反射镜M包括：第一插入绝缘层Cl1，置于第一镜台E1的后表面和基片S的前表面FAS之间；然后是第一插入导电层EM1，其形成连接到电接地端的接地电极；然后是第二电活性层CP2，其后表面固定于包括至少两个平面电极EL的第二镜台E2上；然后是第二插入导电层Cl2；然后是第二插入导电层EM2，其形成连接到电接地端的另一个接地电极；然后是第三电活性层CP3，其后表面连接到包括至少两个平面电极EL的第三镜台E3的前表面，该平面电极EL的后表面连接到基片S的前表面FAS。

在一个简化的实施例中，可以省略插入绝缘层Cl1和Cl2。在这种情况下，将插入导电层EM1和EM2分别插在电极的第一镜台E1的后表面和第二镜台E2的后表面之间以及第二电活性层CP2的前表面和第三电活性层CP3的前表面之间。

在图4所示的例子中，所有的接地电极EM1和EM2(以及起同样作用的反射层CR)是电互连的，并且同一个堆叠(也就是说属于不同的镜台但一个置于另一个上面)的所有电极都是如此。

然而，可以想象，仅用两个电压来控制所有的电极，例如仅用+U和-U来控制所有的电极，接地端的电位为零(0)。然后，堆叠的变形幅度由该堆叠中置于上述电压或零电压的电极的数量来控制。在十层的情况下，这种变形的量为全部可能变形的大约二十分之一。在这种情况下，同一堆叠的电极全部彼此独立。更准确地说，第二镜台E2的电极连接到第二供电电路C2i(这里i＝1到N)，并且第三镜台E3的电极连接到第三供电电路C3i(这里i＝1到N)。

通过将三个重叠放置的镜台E1到E3的电极EL置于选定电位上，可以同时地并局部地对相应的三个重叠区域进行变形，从而获得等于用厚度较大的一个单独的电活性层来获得的变形的累积变形，但是电压却要低得多。

第二镜台E2的平面电极EL可以为基本上相同的形状，并与第一镜台E1的电极基本上对应，正如第三镜台E3的电极一样。

然而，这并不是必须的。可以将各个镜台E1、E2和E3的电极EL考虑为基本上相同的形状，并且在部分偏移的位置上将这些电极重叠放置，以便使其部分重叠。这根据每个电极重叠形成了比包含在所述重叠中的电极尺寸更小的变形区域。在这种情况下，属于不同镜台的电极EL的控制电压必须保持独立。例如，使用六边形形状的电极以及镜台之间的偏移，可以形成三角形类型的重叠区域。

在该第二实施例中，正如在第一实施例中一样，可以使用包括(至少对于一个镜台的电极中的一个电极)一个或多个凹槽的电极EL，以便扩展由每个电活性层CP1、CP2和CP3所受到的电效应引入的边缘效应。

因为电极是几微米厚的镀金属(在真空或非真空中制成)，并且该镀金属并不真正具有任何硬度，因此可以考虑这种多层解决方案。

图5是指接下来描述根据本发明的活动(或可变形)反射镜的第三实施例。

该第三实施例使用与前面参照图1到图3描述的第一实施例相同的组件，并且还包括半刚性的且导电的(或涂有导电物质的)插入附加层CA。

该插入附加层CA插在形成接地电极的反射层CR和第一电活性层CP1之间。该插入附加层CA拟用于对在第一电活性层CP1中由第一供电电路Cli引入的变形进行空间过滤。

在实现中，如前所述，如果电极EL的尺寸相对于第一层CP1的厚度较大(很大)，电极EL的尺寸典型地为第一层CP1的厚度的100倍，那么局部变形基本上采取由边缘效应产生的阶梯的形式。所以插入附加层CA拟用于对该阶梯进行“平滑”处理，以便局部地形成不具有(或事实上不具有)角状突起。

该插入附加层CA例如由金属材料或诸如硅之类的半导体材料构成。

另外，该插入附加层CA优选地具有大约10微米到几百微米之间的厚度。

另外，该插入附加层CA优选地通过粘合来连接CR层及其周围的CP1层。更准确地说，优选地，当已经在干燥之前将插入附加层CA沉积在第一电活性层CP1上之后，将反射层CR沉积在插入附加层CA上。

在该第三实施例中，正如在前面两个实施例中一样，可以使用(至少对于一个电极)包括一个或多个凹槽的电极，以便扩展由第一个电活性层CP1所受到的电效应引入的边缘效应。

图6是指根据本发明的活动(可变形)反射镜的第四实施例。

该第四实施例使用前面参照图4描述的第二实施例的所有组件，并且还包括半刚性的且导电的(或涂有导电物质的)插入附加层CA，其插在反射层CR(形成接地电极)和第一电活性层CP1之间。

该插入附加层CA与前面参照图5描述的插入附加层CA相同。

在该第四实施例中，正如在前面三个实施例中一样，可以使用(至少对于一个电极)包括一个或多个凹槽的电极EL，以便扩展由每个电活性层CP1、CP2和CP3所受到的电效应引入的边缘效应。

另外，在该第四实施例中，正如在第二实施例中一样，各个镜台的电极EL可以为全部相互重叠或仅部分地相互重叠。

另外，第二实施例(如图4所示)的简化变型即不具有插入绝缘层的变型同样适用于该第四实施例。

图7示出根据本发明配有反射镜M的远程传感仪器IO的一部分的第一非限制性例子。在该例子中，仪器IO为望远镜，例如为Cassegrain或Korsch或Ritchey-Chrétien类型的望远镜，配有本领域普通技术人员称为Offner的设备DO，其中集成了根据本发明的可变形(或活动)反射镜M。

该Offner设备拟用于对可变形反射镜M进行操作，更准确地说，该Offner设备拟用于在进行光波表面校正的可变形反射镜M的平面中在望远镜的光圈上生成图像。为了该目的，在望远镜收集到的光流到达其焦平面之前，该Offner设备对所有的光流进行截断。

所述Offnet设备DO包括两个偏转镜FM 1和FM2以及两个球面镜SM1和SM2，在这两个球面镜之间插入了根据本发明的可变形反射镜M。

第一偏转镜FM1负责将已经由望远镜收集的光子流(由左手边的箭头表示)反射到第一球面镜SM1的方向上，第一球面镜SM1负责将光子第一次反射到第二球面镜SM2的方向上，然后第二球面镜SM2又接着将光子第一次反射到可变形反射镜M的方向上，然后可变形反射镜M将光子反射到第二球面镜SM2，然后第二球面镜SM2又接着将光子第二次反射到第一球面镜SM1上，第一球面镜SM1负责将光子第二次反射到第二偏转镜SM2上，第二偏转镜本身负责光子反射到望远镜的焦平面上。

另外，为了考虑构成电极EL的电活性材料的行为变化，可以为图7的远程传感仪器IO添加局部伺服控制环，该伺服控制环拟用于对远程传感仪器IO的各个电极EL进行精确控制。这种远程传感仪器IO的一部分如图8所示。

例如，该局部伺服控制环包括：测量模块MM，负责例如在可变形反射镜M的活动面上进行干涉测量；控制模块MC，负责根据由测量模块MM和来自望远镜(未示出)图像环路的设定点所提供的测量来对施加到各个电极的电压进行控制。

该形状校正原理可以应用于前面所述的涂有电活性材料的望远镜大反射镜的整个反射表面上。在这种情况下，伺服控制设定点从反射镜的反射表面必定具有的理想表面(例如抛物线)产生。在轨道中，变形主要来自于温度的影响。在地面上，变形同样来自于根据望远镜方位的的重心的影响。

因为轨道中的远程传感任务并不利用任何移动机械组件，所以特别是对于这些任务，本发明特别有利。另外，在没有电源电压的情况下，事实上不需要更换其平面，反射镜的轮廓就会保持不变(例如完全为平面)，从而反射镜不会改变该光学仪器的焦距，因此该光学仪器可以在由于没有对其几何像差进行补偿而产生图像的轻微劣化的情况下继续工作。

本发明并不限于以上仅通过例子描述的可变形反射镜和光学仪器实施例，而是涵盖了本领域普通技术人员能够考虑到的在以下权利要求范围内的全部变型。

Claims (19)

1.一种用于补偿几何像差的可变形反射镜，包括：

电绝缘基片，具有基本上为平面的前表面；

第一镜台，包括置于所述基片前表面上面的选定位置上的至少两个平面电极；

电活性材料的第一层，其与所述第一镜台的电极的前表面相接触地放置，并适于在选定的局部电位差的作用下发生局部变形；

导电反射层，其形成连接到电接地端的接地电极，并且所述导电反射层位于所述第一电活性层的前表面的上面；

第一供电电路，每个第一供电电路一方面与所述电接地端相连，另一方面与所述第一镜台的至少一个电极相连，以便根据命令局部地施加选定的电位差，该电位差适于对基本上与所述电极对应的第一电活性层的一个区域进行局部变形；

至少一个第二镜台，包括插在所述基片前表面和所述第一镜台后表面之间的至少两个平面电极；

至少一个导电插入层，其形成连接到所述电接地端的接地电极，并插在所述第一镜台的后表面和所述第二镜台的后表面之间；

电活性材料的至少一个第二层，其插在所述第二镜台的电极的前表面和所述导电插入层的后表面之间，并适于在选定的电位差作用下发生局部变形；以及

第二供电电路，每个第二供电电路一方面连接到所述电接地端，另一方面连接到所述第二镜台的至少一个电极，以便根据命令局部地施加选定的电位差，所述电位差适于对基本上与所述电极对应的第二电活性层的一个区域进行局部变形。

2.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，每个镜台的电极基本上具有相同的形状，并且基本上将一个电极置于另一个电极的上面。

3.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，每个镜台的电极基本上具有相同的形状，并且将一个电极以部分偏移的位置置于另一个电极的上面，以便形成部分重叠。

4.根据权利要求1的可变形反射镜，包括插在电极的所述第一镜台的后表面和所述导电插入层之间的至少一个绝缘插入层。

5.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，每层电活性材料通过粘合来连接到其周围的层。

6.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，每个镜台是形成有所述电极的印制电路。

7.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，所述电极通过与其前表面相对的后表面连接到其各自的供电电路。

8.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，所述每个镜台的电极基本上为六边形的形状，并且按照三角形铺设相对于彼此而布置。

9.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，每个镜台的至少一个电极包括至少一个选定形状的凹槽。

10.根据权利要求9的可变形反射镜，其中，所述凹槽是具有n个分支的星形凹槽。

11.根据权利要求1的可变形反射镜，其中，每个局部变形是选定的电位差、有关的电活性层厚度和有关的所述电活性层的电活性材料类型的函数。

12.根据权利要求1的可变形反射镜，其中所述电活性材料为三元共聚物。

13.根据权利要求12的可变形反射镜，其中所述三元共聚物是掺杂有氟的共聚物。

14.根据权利要求1的可变形反射镜，其中所述反射层由金属材料构成。

15.根据权利要求1的可变形反射镜，包括至少一个半刚性且导电的插入附加层，其位于所述反射层和所述第一电活性层之间。

16.根据权利要求15的可变形反射镜，其中，所述插入附加层有大约10微米到几百微米之间的厚度。

17.根据权利要求15和16的可变形反射镜，其中，所述插入层通过粘合来连接到所述反射层和所述第一电活性层。

18.一种光学仪器，包括望远镜，其与根据前述权利要求之任一所述的可变形反射镜相耦合。

19.根据权利要求18的光学仪器，包括伺服控制装置，其适于在所述可变形反射镜的活动面上进行测量，以便通过施加到其各个电极的电压来控制其形状。

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