CN101063748A - 一种激光驱动的可变形反射镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应光学系统的变形镜。一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：它由感光底层(5)、支撑柱(6)、镜面组成；感光底层(5)由光敏材料砷化镓半导体晶片构成，光敏材料砷化镓半导体晶片的下表面为ZnO层；镜面由聚酯薄膜(7)、铝膜(8)构成，聚酯薄膜(7)的上表面镀有一层铝膜(8)；感光底层(5)的上表面沉淀有栅格状的支撑柱(6)，支撑柱(6)的上端面与镜面的聚酯薄膜下表面相胶粘；镜面的铝膜(8)、感光底层(5)的ZnO层分别由导线与电压源(9)相连。本发明具有形变量大的特点(其最大形变量可以达到0.85μm)。

Description

一种激光驱动的可变形反射镜

技术领域

本发明涉及一种自适应光学系统的变形镜。

背景技术

变形镜(DMs)是自适应光学系统的关键部件，美国Itek公司最先开始研制变形镜并与1973年研制成功第一块21单元整体压电变形镜。80年代法国Laserdot公司研制成功52单元分立式压电变形镜并提供给欧洲南方天文台使用。我国这方面起步较晚，中科院光电研究所与1986年研制成功19单元分立式压电变形镜并马上应用于被誉为“神光”的核聚变光学系统，这是世界上首次将变形镜应用于校正激光核聚变光学系统的波前误差。可变形反射镜作为空间光调制器，还成功地在光束净化、光束整形、激光腔内像差校正以及通讯和遥感等多方面都得到了应用。

图1所示是一个典型的自适应光学结构图。此系统是使用波前传感器2探测入射光波1前畸变，然后通过控制器向波前校正设备发出控制信号，控制可变形反射镜镜面的动作，使镜面(变形镜)3发生形变。当镜面形变与畸变相位满足相位共轭关系时，畸变就会被抵消掉，从而波前得到恢复，成像(CCD)4分辨率得到提高^[1]。镜面形变的能力影响着整个自适应光学系统的性能。

然而传统的压电式、电磁式、液压式等驱动方式的变形镜，驱动电压高，体积大，驱动电极也较少，因此镜面形变的性能也较差。最新出现的利用静电驱动的可变形反射镜尽管有驱动电压低，变形量大的优点，但是每一个单元都需要一个闭环的回路进行控制，不利于器件的微型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形变量大的激光驱动的可变形反射镜。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：它由感光底层5、支撑柱6、镜面组成；感光底层5由光敏材料砷化镓半导体晶片构成，光敏材料砷化镓半导体晶片的下表面为ZnO层；镜面由聚脂薄膜7、铝膜8构成，聚脂薄膜7的上表面镀有一层铝膜8；感光底层5的上表面沉淀有栅格状的支撑柱6，支撑柱6的上端面与镜面的聚脂薄膜下表面相胶粘；镜面的铝膜8、感光底层5的ZnO层分别由导线与电压源9相连。

所述的感光底层5的直径为5.08cm，厚度为0.5mm。

所述的聚脂薄膜7的厚度为2μm。

所述的铝膜8的厚度为0.4μm。

所述的栅格状的支撑柱6的高度为5μm。

所述的栅格状的支撑柱6为聚酰亚胺材料。

所述的镜面含有16个形变单元。

本发明包括三个部分：以聚脂薄膜为主体做成的2.4μm厚的镜面，支撑镜面的5μm高栅格状的支撑柱，以及由光敏材料砷化镓(GaAs)构成的感光底层，同时在镜面与感光底层之间施加偏置的高频交流电压。当感光底层背面被激光照亮时，GaAs中载流子的变化导致镜面与感光底层之间电阻的重新分布，从而镜面与感光底层之间电压发生变化，因此在静电力的作用下，被光照亮的区域对应的镜面部分将会发生相应的形变，其最大形变量可以达到0.85um。

理论分析及实验表明：在光强没有达到饱和前，变形镜的形变量与光强及电压的幅值存在线性关系，与交流电压的频率满足二次函数关系，因此增加光强或偏置电压幅值都可以增加变形镜的形变量，选择恰当交流电压的频率，可以进一步提高变形镜的形变量。

传统的压电式、电磁式、液压式等驱动方式的变形镜，驱动电压高，体积大，驱动电极也较少，因此镜面形变的性能也较差。最新出现的利用静电驱动的可变形反射镜尽管有驱动电压低，变形量大的优点，但是每一个单元都需要一个闭环的回路进行控制，不利于器件的微型化。从解决这些问题出发，本发明提出了一种利用激光，可进行远距离驱动的可变形反射镜，这样减少操作人员靠近在一些危险的环境(如高温、辐射)。

本发明利用激光驱动的16形变单元可变形反射镜，其最大形变量可达0.85μm，有效反射面积可达20cm²。

附图说明

图1是现有自适应光学系统结构图

图2是本发明激光驱动的可变形反射镜的结构示意图

图3是本发明激光驱动的可变形反射镜的加工工艺流程图

图4是工作模型图

图5是简化的电路图

图6是变形镜形变示意图

图7是GaAs的吸收率与入射光波长的关系图

图8是单元反射镜面的干涉条纹图

图9是可变形反射镜镜面的维形貌图

图10是形变量的影响因数图

图中：1-入射光波，2-波前传感器，3-镜面，4-成像，5-感光底层，6-栅格状的支撑柱，7-聚脂薄膜，8-铝膜，9-电压源，10-ZnO层。

具体实施方式

如图2所示，一种激光驱动的可变形反射镜，它由感光底层5、支撑柱6、镜面组成；感光底层5由光敏材料砷化镓(GaAs)半导体晶片构成，光敏材料砷化镓半导体晶片的下表面为ZnO层；镜面由聚脂薄膜7、铝膜8构成，聚脂薄膜7的上表面镀有一层铝膜8；感光底层5的上表面沉淀有栅格状的支撑柱6，支撑柱6的上端面与镜面的聚脂薄膜下表面相胶粘；镜面的铝膜8、感光底层5的ZnO层分别由导线与电压源9相连(施加偏置的高频交流电压)。

所述的感光底层5的直径为5.08cm，厚度为0.5mm。敏材料砷化镓半导体晶片对于红外光几乎全部通过，而且导电的ZnO层被沉淀在晶片的下表面。

所述的聚脂薄膜7的厚度为2μm。所述的铝膜8的厚度为0.4μm。聚脂薄膜7的上表面镀上铝膜8，这样可以极大的提高镜面对可见光的反射能力。

所述的栅格状的支撑柱6的高度为5μm。所述的栅格状的支撑柱6为聚酰亚胺材料。所述的镜面含有16个形变单元。

本发明的工作原理如下：在镜面与感光底层之间施加偏置的高频交流电压，当感光底层背面被激光照亮时，GaAs中载流子的变化导致镜面与感光底层之间电阻的重新分布，从而镜面与感光底层之间电压发生变化，因此在静电力的作用下，被光照亮的区域对应的镜面部分将会发生相应的形变。为了增加变形镜较正波前的能力，栅格状的支撑柱将镜面分为4×4个部分，即镜面含有16个形变单元。可变形反射镜各部分的尺寸如表1所示。

表1：

镜面	2.4μm
		感光底层5	5.08cm
栅格状的支撑柱	5μm
		镜面的形变单元	16
铝膜	400nm
		GaAs晶片的厚度	0.5mm

本发明反射镜的制作：

首先将直径为2英寸的GaAs晶片打磨到0.5mm的厚度，并且在晶片的下表面利用LPCVD方法沉淀(使ZnO沉淀于下表面)，对于近红外光几乎全部通过的ZnO层，厚度在0.5μm左右为宜，此步骤如图3中(a)所示。然后进行一次掩模及光刻，在GaAs晶片的上表面沉淀5μm厚的栅格状光致抗蚀剂(聚酰亚胺)，从而形成支撑镜面的支撑柱，如图3中(b)所示。将带有支撑柱的晶片倒置，并置于已经被镀铝的聚脂薄膜的上方，利用重力及热键合^[3]的方法，将支撑柱与晶片胶粘在一起，如图3中(c)所示。最后，再将装置倒置，并且将电压源连接于铝膜及ZnO层之间，如图3中(d)所示。

聚脂薄膜7的上表面镀铝膜8：首先利用双面胶将2μm厚的聚脂薄膜固定在直径6英寸铜环上，此过程需利用吹风机将铜环加热至40℃，以便很好的将两者固定在一起，然后将固定后的聚脂薄膜放入电子束脱水器中，以便很好的除去瓦斯，最后进行一次蒸汽镀膜，在聚脂薄膜的上表面镀上一层约400nm厚的铝膜。

器件理论工作模型：

由于镜面各个形变单元之间互不干扰，因此只需要分析单个形变单元的形变原理。如图4所示是单个形变单元的工作模型。

由于在镜面与感光底层之间施加交流电压，因此在镜面及感光底层的上表面之间构成一个电容器，其电阻值为Z₁。在GaAs感光底层上下表面之间构成光敏电阻，其阻值为Z₂。而且Z₁、Z₂及电压源是串联连接，如图5所示，为确定电容器阻值Z₁的大小，需确定电容器电容C₁的大小，为此建立如图6所示的坐标系。

由附录1的推导可知

$C\≅\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2}{d}+\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^{2}h}{{2d}^2}---\left(1\right)$

其中，R为形变单元的半径，ε₀是真空介电常数；d为形变前镜面到感光底层上表面的高度；h为镜面中心点的形变量，可表示为^[4]

$h=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2{V}_1^2}{8T{d}^2}---\left(2\right)$

其中T为镜面张力，V₁为镜面与感光底层上表面之间的电压，若施加于变形镜的总的电压为V，则由图4、图5可知

$V_1=V\frac{Z_1}{Z_1+Z_2}---\left(3\right)$

其中， $Z_1=\frac{1}{\mathrm{j\ωC}},$ C为电容器的电容值，ω为电压源的频率。其中， $Z_2=\mathrm{\ρ}\frac{L}{A}=\frac{L}{q{\mathrm{\μ}}_n\mathrm{nA}},$ L为光敏电阻(GaAs晶片)的厚度，A为单元光敏电阻的面积，q为电子的电量，μ_n为光敏电阻内载流子迁移率，n为单位体积内载流子的数目。当光敏电阻被光照亮时载流子的浓度会增加，此时 $Z_2=\frac{L}{q{\mathrm{\μ}}_n(n+\mathrm{\Δn})A}$

将Z₁，Z₂的表达式代入(3)式，可得光照时V₁′的表达式

$V_1^{\′}=\frac{V}{1+[1+\mathrm{Lj\ωC}/q{\mathrm{\μ}}_n(n+\mathrm{\Δn})A}---\left(4\right)$

将(1)式及(2)式代入(4)式，并且忽略ε₀的二次项可得

${\left|V_1^{\′}\right|}^2=\frac{q^2{\mathrm{\μ}}_n^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2{V}^2}{q^2{\mathrm{\μ}}_n^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{({\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2/d)}^2}---\left(5\right)$

设h′为没有光照的时候镜面中心的形变量。由附录2的推导可知

$\mathrm{\Δh}=h-h^{\′}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0^3{R}^6{q}^2{\mathrm{\μ}}_n^2{A}^2{V}^2{L}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2(2\mathrm{n\Δn}+{\mathrm{\Δn}}^2)}{32T[d^2{q}^2{\mathrm{\μ}}_n^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{\mathrm{\ϵ}}_0^2{R}^4][d^2{q}^2{\mathrm{\μ}}_n^2{n}^2{A}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{\mathrm{\ϵ}}_0^2{R}^4]}---\left(6\right)$

根据(6)式可知在光照达到饱和前，形变量Δh与反映光照强度的Δn成二次函数的关系；形变量Δh随交流电压幅值的增加而增加；却随交流电压的频率ω的增加而减小，这可以解释为：当ω增大时，根据Z₁的表达式，镜面与感光底层之间的电阻Z₁将会减小，因此分得的电压变小，这样由(2)式可得到形变量Δh会变小的同样的结论。

器件的实验特性：

1、GaAs的光学特性

为了选择合适的光源作为驱动光源，利用PEL 9UV/VIS-NIR分光光度计，测得了GaAs在红外波段的吸收谱线。如图7所示，纵轴表示吸收率α，横轴表示波长。由于较短波长的光波容易在GaAs的表面就被吸收；而较长波长的光波容易产生一些移动的载流子，因此选择具有中等吸收率的光波作为驱动光源。由图7可知，最佳的驱动光波波长为0.89μm，但是目前没有0.89μm的激光器，因此选用0.98μm的激光器作为驱动光源。由于白炽灯具有较宽的波长范围，若利用会聚透镜及功率在50瓦以上的普通白炽灯，也可以使镜面产生相应形变。

2、变形镜形变量的影响因数：

借助标准迈克尔逊干涉仪，利用5mW的HeNe激光器作为照明光源，将可变形镜的镜面作为反射镜，另一参考镜面由闭环的PZT控制，可以获得任意反射单元镜面的干涉条纹图。如图8所示。

在图8中，A图为晶体背面无光照时，CCD获得的单元镜面反射干涉条纹图，B图表示利用50mW激光(980nm)照亮晶体背面时，获得的单元镜面反射干涉条纹图。C图表示A、B两干涉条纹图的区别。利用整个镜面的干涉条纹图，借助于ZYGO软件可以获得整个镜面的三维形貌图，如图9所示，在图9中，A图表示未工作时镜面的形貌图；B图表示利用50mW激光(980nm)，同时利用透镜，使得GaAs晶体背面部分面积(对应一个镜面形变单元)被照明时的镜面形貌。C图表示在B图的基础上减小交流电压的频率，所获得的镜面形貌。

实验表明，提高交流电压的频率(远高于镜面材料的共振频率)，并且在交流电压源中加入一定的直流电压偏置，不仅可以起到阻止镜面的振动，而且可以提高镜面的形变性能。如图10所示，A图表示光的强度与形变量之间的关系，由A图可知，在光强达到饱和前，形变量与光强呈一次函数关系，这与本发明的理论预测是一致的。B图表示在保持交流电压与直流电压幅值的比值不变的前提下，电压总的幅值与形变量之间的关系，由B图可知，形变量随电压幅值的增加而呈线性增加的关系，得到了与理论推导一致的结论。

C图表示保持直流电压的幅值不变，改变交流电压的幅值时，频率与形变量之间的关系。D图表示保持交流电压的幅值不变，改变直流电压的幅值时，频率与形变量之间的关系。由C图、D图可知，形变量与频率之间存在二次函数的关系，符合工作理论模型的推导；同时也可知，改变交流与直流电压幅值的比值(AC/DC)也将影响变形镜的形变性

本发明的可变形反射镜，其最大形变量可达0.85μm，有效反射面积可达20cm²。

附录1：

以GaAs中心为原点，沿水平方向建立X轴，竖直方向建立Y轴，如图6所示。聚脂薄膜沿Y轴发生形变时，薄膜在坐标系中的函数表达式为：y＝ax²+b。当中心点形变量达到h时，明显b＝d-h，薄膜边缘点的坐标表示为(R，d)，将此点的坐标代入函数表达式为：d＝aR²+d-h，由此可知， $a=\frac{h}{R^2},$ $y=\frac{h}{R^2}{x}^2+d-h.$ 由于聚脂薄膜与半导体层上表面之间为绝缘的，故可看作是一个电容器，但是由于形变后的聚脂薄膜与半导体层上表面不是真正的平行(c＝ε₀A/d)，故其间的电容不能简单地按圆形电容器进行计算，应该选取膜上距离膜中心r远处的一个厚度为dr的圆环进行面积分，所以电容C应表示应为：

$C={\∫}_0^R\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{0}2\mathrm{\πr}}{\frac{{\mathrm{hr}}^2}{R^2}+d-h}\mathrm{dr}$

$=2{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2{\∫}_0^R\frac{r}{{\mathrm{hr}}^2+(d-h)R^2}\mathrm{dr}$

$=2{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2{\∫}_0^R\frac{\frac{1}{2}}{{\mathrm{hr}}^2+(d-h)R^2}d\left(r^2\right)$

$=\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2}{h}{\∫}_0^R\frac{d\left({\mathrm{hr}}^2\right)}{{\mathrm{hr}}^2+(d-h)R^2}$

$=\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2}{h}{\∫}_0^R\frac{d[{\mathrm{hr}}^2+(d-h)R^2]}{{\mathrm{hr}}^2+(d-h)R^2}$

$=\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2}{h}\ln [{\mathrm{hr}}^2+(d-h)R^2]{|}_0^R$

$=\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2}{h}\ln \left[\frac{{\mathrm{hR}}^2+(d-h)R^2}{(d-h)R^2}\right]$

即：

$C=\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2}{h}\ln \left(\frac{d}{d-h}\right)---\left(7\right)$

由泰勒公式知： $x+\frac{x^2}{2}+\frac{x^3}{3}+\frac{x^4}{4}+\·\·\·\·\·\·+\frac{x^n}{n}=\ln \left(\frac{1}{1-x}\right)$

将(7)式中的

用泰勒公式展开，并且保留前两项，可得：

$C\≅\frac{{\mathrm{\π\ϵ}}_0{R}^2}{h}(\frac{h}{d}+\frac{h^2}{2d^2})$

即：

$C\≅\frac{\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2}{s}d+\frac{\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^{2}h}{2d^2}$

附录2：

因为 $C=\frac{\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2}{s}d+\frac{\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^{2}h}{2d^2}$

$=\frac{\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2}{d}+\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2\frac{({\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2{V}_1^{\′}/8T{d}^2)}{2d^2}$

令c＝b+aV₁′²               (8)

将(8)式代入(4)式可得

$V_1^{\′}=\frac{V}{1+[\mathrm{Ljw}(b+a{V}_1^{\′2})/q{\mathrm{\μ}}_n(n+\mathrm{\Δn})A]}$

$=\frac{\mathrm{Vm}}{m+\mathrm{Ljw}(b+a{V}_1^{\′2})},---\left(9\right)$

其中

m＝qμ_n(n+Δn)A                (10)

将(9)方程两边平方可得

${\left|V_1^{\′}\right|}^2=\frac{V^2{m}^2}{m^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{(b+a{V}_1^{\′2})}^2}$

$\⇒m^2{\left|V_1^{\′}\right|}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{(b+a{V}_1^{\′2})}^2{\left|V_1^{\′}\right|}^2=V^2{m}^2$

$\⇒m^2{\left|V_1^{\′}\right|}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2(a^2{\left|V_1^{\′}\right|}^4+b^2+2\mathrm{ab}{\left|V_1^{\′}\right|}^2)$

$\×{\left|V_1^{\′}\right|}^2=V^2{m}^2$

$\⇒m^2{\left|V_1^{\′}\right|}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{a}^2{\left|V_1^{\′}\right|}^6+L^2{\mathrm{\ω}}^2{b}^2{\left|V_1^{\′}\right|}^2$

$+2L^2{\mathrm{\ω}}^2\mathrm{ab}{\left|V_1^{\′}\right|}^4=V^2{m}^2$

$\⇒L^2{\mathrm{\ω}}^2{a}^2{\left|V_1^{\′}\right|}^6+2L^2{\mathrm{\ω}}^2\mathrm{ab}{\left|V_1^{\′}\right|}^4$

$+(m^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{b}^2){\left|V_1^{\′}\right|}^2=V^2{m}^2$

由于a，b的表达式中含有ε₀这样极小的物理量，忽略a，b的二次项，上式可以写为

$(m^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{b}^2){\left|V_1^{\′}\right|}^2\≅V^2{m}^2$

$\⇒{\left|V_1^{\′}\right|}^2\≅\frac{V^2{m}^2}{(m^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{b}^2)}$

$\≅\frac{q^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2{V}^2}{q^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{(\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2/d)}^2}---\left(11\right)$

将(11)代入(2)式可得

$h=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2{V}^2}{8T{d}^2[q^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{(\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2/d)}^2]}$

$=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{0}R{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2{V}^2}{8T{d}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2+8T{L}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4}$

无光照时Δn＝0，此时

$h^{\′}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{n}^2{A}^2{V}^2}{8T{d}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{n}^2{A}^2+8T{L}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4}$

$\mathrm{\Δh}=h-h^{\′}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2{V}^2}{8T{d}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2+8T{L}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4}-\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0{R}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{n}^2{A}^2{V}^2}{8T{d}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{A}^2+8T{L}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4}$

$=\frac{8{{\mathrm{\ϵ}}_0}^3{R}^6{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{A}^2{V}^{2}T{L}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2(2\mathrm{n\Δn}+\mathrm{\Δ}{n}^2)}{[8T{d}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2+8{\mathrm{TL}}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4]({8\mathrm{Td}}^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{n}^2{A}^2+{8\mathrm{TL}}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4)}$

$\⇒\mathrm{\Δh}=\frac{{{\mathrm{\ϵ}}_0}^3{R}^6{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{A}^2{V}^2{L}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2(2\mathrm{n\Δn}+{\mathrm{\Δn}}^2)}{[d^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{(n+\mathrm{\Δn})}^2{A}^2+L^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4](d^2{q}^2{{\mathrm{\μ}}_n}^2{A}^2+{8\mathrm{TL}}^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\π}}^2{{\mathrm{\ϵ}}_0}^2{R}^4)}$

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Claims (7)

1.一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：它由感光底层(5)、支撑柱(6)、镜面组成；感光底层(5)由光敏材料砷化镓半导体晶片构成，光敏材料砷化镓半导体晶片的下表面为ZnO层；镜面由聚脂薄膜(7)、铝膜(8)构成，聚脂薄膜(7)的上表面镀有一层铝膜(8)；感光底层(5)的上表面沉淀有栅格状的支撑柱(6)，支撑柱(6)的上端面与镜面的聚脂薄膜下表面相胶粘；镜面的铝膜(8)、感光底层(5)的ZnO层分别由导线与电压源(9)相连。

2.根据权利要求1所述的一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：所述的感光底层(5)的直径为5.08cm，厚度为0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：所述的聚脂薄膜(7)的厚度为2μm。

4.根据权利要求1所述的一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：所述的铝膜(8)的厚度为0.4μm。

5.根据权利要求1所述的一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：所述的栅格状的支撑柱(6)的高度为5μm。

6.根据权利要求1所述的一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：所述的栅格状的支撑柱(6)为聚酰亚胺材料。

7.根据权利要求1所述的一种激光驱动的可变形反射镜，其特征在于：所述的镜面含有16个形变单元。

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