CN103728723B - 一种主动冷却型一维波面校正装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动冷却型一维波面校正装置，包括底座、驱动器和镜片，所述底座顶部设置有冷却腔，冷却腔一端设置进水口、另一端设置出水口；所述冷却腔的底部设置有通孔，所述驱动器设置在底座上并穿过冷却腔底部的通孔与盖在冷却腔上的镜片粘结。冷却物质从冷却板底部水嘴流入，从顶部水嘴流出，在冷却腔中冷却物质与镜片充分进行热交换，从而实现主动冷却。当哈特曼探测到条形光斑长度方向波面起伏时，给对应的驱动器通过接插件加载相应的电压或电流，驱动器带动镜面上下运动，镜片的镜面产生形变，从而实现对波面面形的一维校正。

Description

一种主动冷却型一维波面校正装置

技术领域

本发明属于自适应光学系统中波面校正领域，具体涉及一种主动冷却型一维波面校正装置，用于对条形光斑的波面进行一维校正。

背景技术

在光学系统中，发射光束的光束质量β值是系统的一个重要指标，而光束波面面形的好坏与光束质量有直接的关联。为了减小光束质量，当前普遍采取的外部措施是尽可能的减小热效应、湍流、噪声等对波面面形的影响，同时也有采用变形镜对波面进行校正等措施，对于特定的条形光斑，长度方向的波面起伏较大，高阶成分较多，而宽度方向反而没有太大的变化，前面采取的技术措施难以对波面进行有效控制，对于功率密度较高的光束，镜面热畸变带来的附加面形变化，对光学系统的光束质量影响更是雪上加霜。

发明内容

本发明的目的是为了克服光学系统中条形光斑波面起伏对光束质量的影响以及控制措施不到位致使镜面热畸变等一系列不足，提供一种主动冷却型一维波面校正装置。

本发明采用的技术方案为：一种主动冷却型一维波面校正装置，包括底座、驱动器和镜片，所述底座顶部设置有冷却腔，冷却腔一端设置进水口、另一端设置出水口；所述冷却腔的底部设置有通孔，所述驱动器设置在底座上并穿过冷却腔底部的通孔与盖在冷却腔上的镜片粘结。

在上述技术方案中，所述冷却腔和底座采用殷钢材料制成。

在上述技术方案中，所述冷却腔底部通孔与驱动器之间的缝隙采用防水胶密封，所述镜片与冷却腔之间的缝隙采用防水胶密封。

在上述技术方案中，所述冷却腔中的冷却物质为水、或为液氮、或为低温气体。

在上述技术方案中，沿着镜片宽度方向每一行设置有单根或者多根驱动器，如为多根驱动器，每行驱动器并联连接，同时工作。

在上述技术方案中，所述一排驱动器的排布方式与需要矫正的一维波面形态相匹配。

本发明中的驱动器可以是压电驱动器、电致驱动器或者直线电机等，驱动器的伸缩带动与驱动器相连的局部镜面发生形变，从而调节波面面形，驱动器的伸长量与该波面校正装置的交连值以及镜片的许用应力相匹配。

本发明中镜片与驱动器粘接处设置有加强筋板，确保镜面宽度方向整体形变且方向一致。

在本发明中，自适应光学系统中条形光斑波面起伏分布在镜片上，根据光斑长度方向的凹坑或凸起位置设置驱动器的排布密度和排布方式，通过手动或自动控制驱动器的工作，使得驱动器上升或下降，带动镜片上下运动，从而使得镜面上的光束波形根据镜面的运动而变化，进而使得光束面形得到控制，有效的调整一维波面。

冷却物质从进水口进入并填充满冷却腔，然后再从出水口流出，冷却物质与镜片充分的接触，镜面上的部分透射光产生的残余热量与冷却物质进行热交换，并带出冷却腔，有效的保持冷却腔中的温度，降低镜面热畸变带来的附加面形变化，保持光学系统的光束质量。

本发明的有益效果为：通过冷却腔主动降温，有效的降低镜面热畸变带来的附加面形变化，同时通过驱动器有效校正一维光面的波形，本发明结构简单，效果显著，能有效解决现有技术难题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中冷却腔的结构示意图；

其中：1是镜片，2是出水口，3是底座，4是冷却板，5是接插件，6是进水口，7是驱动器。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的主动冷却型一维波面校正装置，包括底座3，底座3采用殷钢材料制成，在底座的顶部上设置有一个冷却板4，冷却板4中间设置有冷却腔；在冷却腔的底部设置有一排通孔，如图2所示，每一个通孔都会有一个驱动器7穿过，驱动器7与通孔之间的缝隙处采用防水胶进行密封。驱动器7设置在底座3的内部，宽度方向的每排驱动器7通过并联的方式连接在一起，通过底座3上的接插件5与外部的控制系统连接成一个环路。驱动器7的排布方式与需要矫正的一维波面形态相匹配，宽度方向的每一排驱动器并联连接，同时伸缩，实现同一宽度方向校正量相等。

在冷却腔的上部设置镜片1，镜片1与每一个驱动器7的端部粘结，镜片1与冷却腔之间的缝隙处同样采用防水胶进行密封处理。在冷却板的底部设置有一个进水口6，在冷却板的顶部设置有一个出水口2，冷却物质从进水口6进入冷却腔，当填满冷却腔后就从出水口2流出。

当整个装置通过接插件5外接控制信号开始工作时，哈特曼探测系统探测到条形光斑长度方向波面起伏时，根据在镜面上产生的波形，外部控制系统控制驱动器7带动镜片1上下运动，镜片1的镜面产生形变，从而实现对波面面形的一维校正。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种主动冷却型一维波面校正装置，包括底座、驱动器和镜片，其特征为所述底座的顶部设置有冷却腔，冷却腔一端设置进水口、另一端设置出水口；所述冷却腔的底部设置有通孔，所述驱动器设置在底座上并穿过冷却腔底部的通孔与盖在冷却腔上的镜片粘结；

所述一维波面校正装置的一维波面校正过程为：当整个装置通过接插件外接控制信号开始工作时，哈特曼探测系统探测到条形光斑长度方向波面起伏时，根据在镜片的镜面上产生的波形，外部控制系统控制驱动器带动镜片上下运动，镜片的镜面产生形变，实现对波面面形的一维校正。

2.根据权利要求1所述的一种主动冷却型一维波面校正装置，其特征为所述冷却腔和底座采用殷钢材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种主动冷却型一维波面校正装置，其特征为所述冷却腔的底部通孔与驱动器之间的缝隙采用防水胶密封，所述镜片与冷却腔之间的缝隙采用防水胶密封。

4.根据权利要求3所述的一种主动冷却型一维波面校正装置，其特征为所述冷却腔中的冷却物质为水、或液氮、或低温气体。

5.根据权利要求1所述的一种主动冷却型一维波面校正装置，其特征为所述驱动器与镜片粘结处之间设置有加强筋。

6.根据权利要求1所述的一种主动冷却型一维波面校正装置，其特征为并且当沿着镜片宽度方向每一行设置有多个驱动器时，每一行驱动器并联连接以同时工作。

7.根据权利要求6所述的一种主动冷却型一维波面校正装置，其特征为所述驱动器的排布方式与需要矫正的一维波面形态相匹配。