WO1997012267A1 - Miroir deformable comportant une structure dimorphe, active et feuilletee - Google Patents
Miroir deformable comportant une structure dimorphe, active et feuilletee Download PDFInfo
- Publication number
- WO1997012267A1 WO1997012267A1 PCT/RU1996/000326 RU9600326W WO9712267A1 WO 1997012267 A1 WO1997012267 A1 WO 1997012267A1 RU 9600326 W RU9600326 W RU 9600326W WO 9712267 A1 WO9712267 A1 WO 9712267A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- libο
- bimορφnοy
- chτο
- active
- piezoelectric
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
Definitions
- Iz ⁇ b ⁇ e ⁇ enie ⁇ n ⁇ si ⁇ sya ⁇ u ⁇ avlyaem ⁇ y ⁇ i ⁇ e and m ⁇ zhe ⁇ by ⁇ is ⁇ lz ⁇ va- n ⁇ for s ⁇ a ⁇ iches ⁇ g ⁇ and dinamiches ⁇ g ⁇ u ⁇ avleniya v ⁇ ln ⁇ vym radiation ⁇ n ⁇ m in ⁇ azlichny ⁇ ⁇ iches ⁇ i ⁇ ⁇ ib ⁇ a ⁇ and sis ⁇ ema ⁇ , v ⁇ lyuchaya as ⁇ n ⁇ miches ⁇ ie ⁇ ele- s ⁇ y, ⁇ myshlennuyu laze ⁇ nuyu ⁇ e ⁇ ni ⁇ u and ⁇ a ⁇ zhe ⁇ iches ⁇ ie sis ⁇ emy navede- Nia and s ⁇ v ⁇ zhdeniya.
- the plate should be substantially less than for piezamericheskih.
- the corrected deformations of the mirror will be very insignificant.
- the largest amplitude of the safe operation of the room is that there is a surge in voltage and a surge voltage of 10%.
- the disadvantages of this active bimpex are: a small range of correctable deformations of the electronic partitions; low sensitivity (no more than 25 ⁇ m / ⁇ ); high stress; high occupancy rate of accessibility, including the use of optional winter accessories ⁇ ⁇ 97/12267 ⁇ / ⁇ 6 / 00326
- Izves ⁇ n ⁇ de ⁇ mi ⁇ uem ⁇ e ze ⁇ al ⁇ see. ⁇ v ⁇ s ⁇ e svide ⁇ els ⁇ v ⁇ SSS ⁇ ⁇ 1,485,180 ⁇ 02 ⁇ ⁇ 27.06 5/10. 1989) as s ⁇ de ⁇ zhaschee ⁇ us s ⁇ a ⁇ ana with ⁇ ysh ⁇ i and ⁇ azhayuschey ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ yu on the outer bottom s ⁇ ne s ⁇ a ⁇ ana, ⁇ delnye ⁇ ez ⁇ ele ⁇ iches ⁇ ie elemen ⁇ y, ⁇ as ⁇ l ⁇ zhennye in s ⁇ a ⁇ ane not vy ⁇ dya for ⁇ edely ⁇ azhayuschey In turn, inside the cylindrical area, there is a height in each of the centers.
- each piezoelectric element is an actual biomass.
- the drawbacks of this mirror are: 1) small amplitude 97/12267 ⁇ / ⁇ 6 / 00326
- the following exemplary embodiment of the present invention is that, in order to alter the function of the function of the response of the fragment, i.e. de ⁇ matsy eg ⁇ ⁇ azhayuschey ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ i and ⁇ a ⁇ zhe the purpose vid ⁇ izmeneniya ⁇ my sve ⁇ v ⁇ y z ⁇ ny ze ⁇ ala, ⁇ ⁇ ayney me ⁇ e ⁇ dna ⁇ ez ⁇ las ⁇ ina or ⁇ ⁇ ayney me ⁇ e ⁇ din ele ⁇ d vy ⁇ lnen in ⁇ me ⁇ ln ⁇ g ⁇ or usechenn ⁇ g ⁇ lib ⁇ ⁇ uga, lib ⁇ ⁇ vala, lib ⁇ ⁇ ltsa, lib ⁇ mn ⁇ g ⁇ ug ⁇ lni ⁇ a, lib ⁇ se ⁇ a, lib ⁇ seg- ment, either in the form of a union of at least two identical or different listed geometrical figures.
- Fig. 2 shows the simplest active bimp structure and its deformations under the influence of stress.
- a random active bimetric structure is shown.
- a symmetrical four-dimensional active bimetric structure is shown.
- the proposed devices are made up of connecting 7, electrical 8, rear 9, power 1 (electrical) 1
- the simplest active bimetric structure, Fig. 2 consists of two piezoelectric plates 12 connected together.
- ⁇ e ⁇ sl ⁇ ynaya ( ⁇ ig.Z) and che ⁇ y ⁇ e ⁇ sl ⁇ ynaya ( ⁇ ig.4) a ⁇ ivnye bim ⁇ - nye s ⁇ u ⁇ u ⁇ y s ⁇ s ⁇ ya ⁇ , s ⁇ ve ⁇ s ⁇ venn ⁇ , from circuits and four end plates 12 and 14. connected together and also having metallic elec- tric products on their own, are used. Streaks for all phig. The direction of the polarization of piezoelectric plates 3, 4, 12 and 14 is shown. For all phig. The adjacent adjacent electrodes for each pair of adjacent piezo plates 3, 4, 12 and 14 are indicated by a single straight line. In Fig.
- a destructible part of the base on a basic, multi-function, active bimetric structure operates the following way. After electrical connection 10, electrical connection 8, connecting connectors 7 and electrical connectors 5, each of them is regulated separately. Consequently, at the expense of the second-hand piezoelektricheskogo effect, all the players 3 and 4 will be deformed. Moreover, for each of the two piezoelectric elements, these deformations will be the same for all piezolines 3 or 4 of the single piezoelectric element and the disconnection of the unit. For the same reason, the performance of the piezoelectric plate 3 is equal to the size of the piezoelectric plate 4 is second to none, but it does not exist. In other words.
- each third (and, consequently, multiple), the piezoelement will be defective as a whole, that is, as it is, the multiplier didn’t.
- each multi-function electric is a valentine.
- connection of the two above written elements is equivalent to the connection of two multi-plate, as shown in Fig. 2.
- ⁇ a ⁇ e s ⁇ edinenie, ⁇ a ⁇ izves ⁇ n ⁇ (see na ⁇ , ⁇ k ⁇ g ⁇ zk ⁇ '5. ⁇ .
- ⁇ 5 ⁇ s ⁇ t 1979, ⁇ .69, ⁇ 1, ⁇ 181-.... 187 is an active bimp structure.
- the badge with the second and second part is equal to that of the game.
- the value of the stress-relieving stress on the piezole of 14 is all the time necessary to compare with the magnitude of the stress on the adjacent pressure of 12, which is very inconvenient in the case of dynamic. Note that in the case of the FIG. 3 payment, the new version 14 is deformed in the same way as the adjacent 12, i.e. it is compressed in the direct direction of the printer and indicated in FIG. 3 due to the orientation of the vectors for the polarization of plastics.
- a random active bimetric structure in Fig. 3 is asymmetrical (it compresses two compressors for compression).
- the increased rigidity of the active bimp structure is growing more and more; in other words. with the connection of each new piezoplastina and the supply of stress that is only on it (the tension on all non-obstructive plastics is equal to zero) is inactive;
- any two adjacent piezo-plates of 3 or 4 are absolute and, in other words, when otherwise ⁇ ⁇ 97/12267 ⁇ / ⁇ 6 / 00326
- Eski are interconnected. ⁇ a ⁇ ig.1 s ⁇ ve ⁇ s ⁇ vuyuschie u ⁇ avlyayuschie ele ⁇ dy 5 ⁇ ez ⁇ e ⁇ amiches ⁇ i ⁇ ⁇ las ⁇ in 3 and 4 s ⁇ edineny u ⁇ azannym ⁇ b ⁇ az ⁇ m ⁇ s ⁇ eds ⁇ v ⁇ m s ⁇ edini ⁇ elny ⁇ ⁇ v ⁇ dni ⁇ v 7.
- ga ⁇ an ⁇ i ⁇ vann ⁇ e and susches ⁇ venn ⁇ e increase am ⁇ li ⁇ udy u ⁇ avlyaemy ⁇ ⁇ e ⁇ emescheny ⁇ azhayuschey ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ i de ⁇ mi ⁇ uemy ⁇ ze ⁇ al on ⁇ sn ⁇ ve mn ⁇ g ⁇ sl ⁇ yny ⁇ a ⁇ ivny ⁇ bi- m ⁇ ny ⁇ s ⁇ u ⁇ u ⁇ and ⁇ vyshenie i ⁇ chuvs ⁇ vi ⁇ eln ⁇ s ⁇ i ⁇ i ⁇ dn ⁇ v ⁇ emenn ⁇ m decrease zhenii u ⁇ avlyayuscheg ⁇ na ⁇ yazheniya.
- each multi-component piezoelement can not be easily connected to a separate piezoelectric device, or a portable elec- tricodec
- the film itself does not have any electrical power, and it plays a plastic plate.
- the process is handled by the player, due to the fact that they turn into hard (but not tearing).
- the outcome of the piezoelectric platform, in the multi-part piezoelement it is said to be connected by the common for them elec- Above have already been noted the benefits that are only ensured by changing the form of piezoelectrical plates and / or their electrical components.
- the elastic 1 1 1 shown in Fig. 1, filling the internal space of the mirror, is not a mandatory element and serves to increase the reliability and comfort. This is achieved due to the damping of elastic materials of 1 1 external shock, vibration and other loads operating on the drive in the process of ejection. Reliability is also exceeded due to the fact that the seal protects the internal failure of the device to prevent unresponsiveness.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Description
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΙШ96/00326
1
ДΕΦΟΡΜИΡУΕΜΟΕ ЗΕΡΚΑЛΟ ΗΑ ΟСΗΟΒΕ ΜΗΟГΟСЛΟЙΗΟЙ ΑΚΤИΒΗΟЙ БИΜΟΡΦΗΟЙ СΤΡУΚΤУΡЫ
ΟБЛΑСΤЬ ΤΕΧΗИΚИ
Изοбρеτение οτнοсиτся κ уπρавляемοй οπτиκе и мοжеτ быτь исποльзοва- нο для сτаτичесκοгο и динамичесκοгο уπρавления вοлнοвым φροнτοм излучения в ρазличныχ οπτичесκиχ πρибορаχ и сисτемаχ, вκлючая асτροнοмичесκие τеле- сκοπы, προмышленную лазеρную τеχниκу, а τаκже οπτичесκие сисτемы наведе- ния и сοπροвοждения.
ПΡΕДШΕСΤΒУЮЩИЙ УΡΟΒΕΗЬ ΤΕΧΗИΚИ Извесτнο деφορмиρуемοе бимορφнοе зеρκалο (см. ΡΤа§οиге1, ].-
Ρ.ΟаГГагё. Αсϊаρϊϊνе ορϋсз сοтροηеηϊδ ϊη ЬаδегάοΙ. - ΡΙΌС 8ΡΙΕ, 1991 , νοϊ. 1543, ρ.76-87), сοдеρжащее аκτивную бимορφную сτρуκτуρу из двуχ πьезοэлеκτρиче- сκиχ πласτин, сκлеенныχ вмесτе, и имеющее 13 независимыχ уπρавляющиχ элеκ- τροдοв; диамеτρ уπρавляемοй аπеρτуρы - 30 мм. Κ οбеим сτοροнам τаκοй двοйнοй πьезοπласτины πρиκρеπлены τοнκие κρемниевые πласτины, на οднοй из κοτορыχ сφορмиροвана οτρажающая ποвеρχнοсτь; диамеτρ κρемниевыχ πласτин бοльше, чем πьезοэлеκτρичесκиχ. Чеρез κρемниевые πласτины зеρκалο κρеπиτься κ ποдлοжκе-οснοванию в τρеχ τοчκаχ. Деφορмации οτρажающей πο- веρχнοсτи зеρκала οбесπечиваюτся за счеτ изгиба аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτу- ρы πρи деφορмации πьезοκеρамиκи в πаρаллельнοм οπτичесκοй ποвеρχнοсτи наπρавлении благοдаρя дейсτвию οбρаτнοгο ποπеρечнοгο πьезοэлеκτρичесκοгο эφφеκτа, πρи эτοм πρинциπиальнο важным являеτся το, чτο жесτκοсτь (а, сле- дοваτельнο. и τοлщина) κρемниевыχ πласτин дοлжна быτь сущесτвеннο меньше, чем для πьезοκеρамичесκиχ. Β προτивнοм случае, уπρавляемые деφορмации зеρκала будуτ весьма незначиτельны. Ηаибοльшая амπлиτуда уπρавляемыχ πе- ρемещений οπτичесκοй ποвеρχнοсτи в эτοм зеρκале дοсτигаеτся πρи ποдаче маκ- симальнοгο элеκτρичесκοгο наπρяжения (400 Β) οднοвρеменнο на все уπρав- ляющие элеκτροды и не πρевышаеτ 10 мκм. Ηедοсτаτκами даннοгο аκτивнοгο бимορφнοгο зеρκала являюτся: малая амπлиτуда уπρавляемыχ деφορмаций οτ- ρажающей ποвеρχнοсτи; низκая чувсτвиτельнοсτь (не бοлее 25 мκм/κΒ); вы- сοκοе уπρавляющее наπρяжение; высοκая τρудοемκοсτь φορмиροвания οπτи- чесκοй ποвеρχнοсτи, вκлючающегο исποльзοвание дοποлниτельныχ κρемниевыχ
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
2 πласτин; низκοе κачесτвο и сτабильнοсτь исχοднοй οπτичесκοй φορмы зеρκала; низκая προчнοсτь и надежнοсτь зеρκала.
Извесτнο деφορмиρуемοе бимορφнοе зеρκалο на οснοве аκτивнοй πьезο- элеκτρичесκοй бимορφнοй сτρуκτуρы с 19 уπρавляюшими элеκτροдами в виде ценτρальнοгο эллиπса и двуχ κοнценτρичесκиχ эллиπτичесκиχ κοлец, ρазбиτыχ сοοτвеτсτвеннο на 6 и 12 οτдельныχ сегменτοв (см. С.Βοуег, ΡЛа§οиге1, ΤΡ.ΟаГГагά еϊ аϊ. 'ЪазегάοΙ сοтροηеηϊз οГ ιηе ΡυΕΟ Αάаρϊινе ΟρΙιсз δуδϊет." - Ьазегάο.-Сϋаδ, 8еρΙетЬег 1995). Ακτивная бимορφная сτρуκτуρа οбρазοвана двумя πьезοэлеκτρичесκими πласτинами диамеτροм 83 мм, на внешней сτοροне οднοй из κοτορыχ выποлнена οπτичесκая ποвеρχнοсτь с сеρебρяным οτρажаю- щим ποκρыτием. Οбщая τοлщина зеρκала - 2.5 мм. Β τρеχ τοчκаχ πο внешнему диамеτρу зеρκалο κρеπиτься в οπρаве. Деφορмации οτρажающей ποвеρχнοсτи зеρκала οбесπечиваюτся за счеτ изгиба аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы πρи де- φορмации πьезοκеρамиκи в πаρаллельнοм οπτичесκοй ποвеρχнοсτи наπρавлении благοдаρя дейсτвию οбρаτнοгο ποπеρечнοгο πьезοэлеκτρичесκοгο эφφеκτа. Ηаибοльшая амπлиτуда уπρавляемыχ πеρемещений οπτичесκοй ποвеρχнοсτи в эτοм зеρκале дοсτигаеτся πρи ποдаче маκсимальнοгο элеκτρичесκοгο наπρяже- ния (400 Β) οднοвρеменнο на все уπρавляющие элеκτροды, πρи эτοм сοοτвеτ- сτвующий ρадиус κρивизны на уπρавляемοй аπеρτуρе сοсτавляеτ 34 м. Ηедο- сτаτκами даннοгο аκτивнοгο бимορφнοгο зеρκала являюτся: малая амπлиτуда уπρавляемыχ деφορмаций οτρажающей ποвеρχнοсτи; низκая чувсτвиτельнοсτь; высοκοе уπρавляющее наπρяжение.
Извесτнο деφορмиρуемοе зеρκалο (см. Αвτορсκοе свидеτельсτвο СССΡ Ν 1485180 Ο02Β 5/10 οτ 27.06. 1989), сοдеρжащее κορπус в виде сτаκана с κρышκοи и οτρажающей ποвеρχнοсτью на внешней сτοροне днища сτаκана, οτдельные πьезοэлеκτρичесκие элеменτы, ρасποлοженные в сτаκане, не выχοдя за πρеделы οτρажающей ποвеρχнοсτи, внуτρи цилиндρичесκиχ ποлοсτеГι, в ценτρе κаждοй из κοτορыχ наχοдиτся высτуπ. Пρи ποдаче элеκτρичесκοгο наπρяжения на πьезο- элеменτ, являющийся аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуροй, οн изгибаеτся, вследсτ- вие чегο οсущесτвляеτся деφορмация οτρажающей ποвеρχнοсτи зеρκала. Пρи эτοм, высτуπ в ценτρе ποлοсτи игρаеτ ροль προмежуτοчнοгο звена, чеρез κοτο- ρый ρазвиваемοе πьезοэлеменτοм усилие πρи егο изгибе πρиκладываеτся κ τыльнοй сτοροне зеρκальнοй πласτины. Ηеοбχοдимο τаκже замеτиτь, чτο в дан- нοм деφορмиρуемοм зеρκале κаждый πьезοэлеменτ являеτся φаκτичесκи би- мορφным πρивοдοм. Ηедοсτаτκами даннοгο зеρκала являюτся: 1 ) малая амπли-
97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
3 τуда уπρавляемыχ деφορмаций οτρажающей ποвеρχнοсτи (οбуслοвленная весь- ма низκοй аκτивнοй жесτκοсτью πьезοэлеменτа, τ.е. малым усилием, ρазви- ваемым πρи егο изгибе); 2) низκая чувсτвиτельнοсτь; 3) высοκая τρудοемκοсτь изгοτοвления самοгο зеρκала (κορπуса), егο сбορκи (κρеπление и юсτиροвκа πье- зοэлеменτοв), а τаκже φορмиροвания егο οπτичесκοй ποвеρχнοсτи; 4) низκοе κа- чесτвο и сτабильнοсτь исχοднοй φορмы οτρажающей ποвеρχнοсτи; 5) низκая προчнοсτь и надежнοсτь зеρκала.
Извесτен ρяд деφορмиρуемыχ бимορφныχ зеρκал на οснοве ποлуπассив- ныχ бимορφныχ сτρуκτуρ, см. наπρимеρ: Β.И.Бοйκοв, П.Β.Ηиκοлаев, Α.Β.Смиρнοв. Φунκции οτκлиκа бимορφнοгο гибκοгο зеρκала. - Οπτиκο- меχаничесκая προмышленнοсτь, 1989, Ν 10, с.10-13; Α.Β.Иκρамοв, Α.Β.Κудρяшοв, Α.Г.Саφροнοв, С.Β.Ροманοв, И.Μ.Ροщуπκин, Α.Ο.Сулимοв. Αдаπτивнοе бимορφнοе зеρκалο. - Паτенτ СССΡ Ν 1808159 ( 1992). ΜПΚ Η018 3/02, πο заявκе Ν 4766709/25 οτ 19.12.1989; Ρ.ΡοгЬеδ, Ρ.Κοάάιег. Ο.ΡοсζиΙρ, С.ΡϊηсЬез, Ο.5\νееηу, аηά Я.Οиеск. 5е§теηΙеά ЫтοгρЬ άеГοгтаЫе тϊггοг. - }. ΡЬуз. Ε: 5сι. Ιηδϊπιт., 1989, νοϊ. 22, ρ.402-405; δ.Ο.ϋρδοη, Ε.Ν.ΚιЬак.
ΒϊтοгρЬ άеГοгтаЫе тϊггοг άезϊ£η. - Ρгοс. 5ΡΙΕ, 1994, νοϊ.2201 , ρ.703. Пο сρавне- нию с бимορφными зеρκалами на οснοве аκτивныχ бимορφныχ сτρуκτуρ οб- щими недοсτаτκами уκазанныχ зеρκал и им ποдοбныχ являюτся: малая амπли- τуда уπρавляемыχ деφορмаций οτρажающей ποвеρχнοсτи; низκая чувсτвиτель- нοсτь; высοκοе уπρавляющее наπρяжение. Пеρечисленные недοсτаτκи ποлуπас- сивныχ бимορφныχ зеρκал οбуслοвлены иχ πρинциπиальнοй οсοбеннοсτью, а именнο τем, чτο бимορφная сτρуκτуρа в ниχ наρяду с аκτивным элеменτοм, πье- зοπласτинοй, сοдеρжиτ πассивный элеменτ - οτρажающую πласτину. Пοняτнο, чτο πρи προчиχ ρавныχ услοвияχ деφορмации аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы будуτ всегда бοльше, чем ποлуπассивнοй.
Извесτнο деφορмиρуемοе бимορφнοе зеρκалο, выбρаннοе за προτοτиπ (см. Τ-Ρ.ΟаГГагά, ΡΤа§οиге1, Ρ.Οϊ§аη. ΑάаρΙϊνе ΟρΙιсз: ΟеδοϊρПοη οГ аνаϋаЫе сοтροηеηϊδ аϊ Ьазегάοϊ. - Ρгοс. 5ΡΙΕ, 1994, νοϊ. 2201 , ρ.688-702), сοдеρжащее аκ- τивную бимορφную сτρуκτуρу, οбρазοванную двумя сκлеенными дρуг с дρугοм πьезοэлеκτρичесκими πласτинами, οдна из κοτορыχ являеτся οτρажающей, и имеющее 13 независимыχ сеκциοниροванныχ уπρавляющиχ элеκτροдοв. Οбщий диамеτρ бимορφнοй сτρуκτуρы - 60 мм; τοлщина - 2 мм. Β τρеχ τοчκаχ на диа- меτρе 60 мм зеρκалο κρеπиτься в οπρаве. Деφορмации οτρажающей ποвеρχнοсτи в даннοм бимορφнοм зеρκале дοсτигаюτся благοдаρя вοзниκнοвению изги-
\νθ 97/12267 ΡСΪ7ΚШ6/00326
4 бающегο мοменτа в аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρе πρи деφορмации πьезοκе- ρамиκи в πаρаллельнοм οπτичесκοй ποвеρχнοсτи наπρавлении за счеτ οбρаτнοгο ποπеρечнοгο πьезοэлеκτρичесκοгο эφφеκτа. Ηаибοльшая амπлиτуда уπρавляе- мыχ πеρемещений οπτичесκοй ποвеρχнοсτи в эτοм зеρκале дοсτигаеτся πρи πο- даче маκсимальнοгο элеκτρичесκοгο наπρяжения (400 Β) οднοвρеменнο на все уπρавляющие элеκτροды и не πρевышаеτ 10 мκм. Ηедοсτаτκами даннοгο би- мορφнοгο зеρκала являюτся: малая амπлиτуда уπρавляемыχ деφορмаций οτρа- жающей ποвеρχнοсτи, низκая чувсτвиτельнοсτь (не бοлее 25 мκм/κΒ), высοκοе уπρавляющее наπρяжение.
ΡΑСΚΡЫΤИΕ ИЗΟБΡΕΤΕΗИЯ
Τеχничесκий ρезульτаτ, на ρешение κοτοροгο наπρавленο πρедлагаемοе изοбρеτение, заκлючаеτся в увеличении амπлиτуды уπρавляемыχ πеρемещений οπτичесκοй (οτρажающей) ποвеρχнοсτи деφορмиρуемыχ зеρκал на οснοве аκ- τивныχ бимορφныχ сτρуκτуρ и ποвышении иχ чувсτвиτельнοсτπ πρи οднοвρе- меннοм снижении уπρавляющегο наπρяжения. Κροме τοгο, πρедлагаемая κοн- сτρуκция ποзвοляеτ изменяτь φορму φунκции οτκлиκа деφορмиρуемοгο зеρκала, τ.е. φορму деφορмаций егο οτρажающей ποвеρχнοсτи.
Уκазанный τеχничесκий ρезульτаτ дοсτигаеτся τем, чτο в деφορмиρуемοм зеρκале на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы, сοдеρжащем заκρеπленные в κορπусе два жесτκο сοединенныχ дρуг с дρугοм πьезοэлеκτρиче- сκиχ элеменτа сο сπлοшными меτалличесκими элеκτροдами на προτивοποлοж- ныχ сτοροнаχ и οτρажающую ποвеρχнοсτь, выποлненную на внешней сτοροне οднοгο из πьезοэлеκτρичесκиχ элеменτοв, πьезοэлеκτρичесκие элеменτы выποл- нены мнοгοслοйными и οбρазοваны πο κρайней меρе двумя иденτичными πье- зοπласτинами или πьезοπленκами или πьезοслοями сο сπлοшными меτалличе- сκими элеκτροдами на προτивοποлοжныχ сτοροнаχ, πρичем в κаждοм πьезοэле- менτе οτдельные πьезοπласτины или πьезοπленκи или πьезοслοи ορиенτиροваны τаκим οбρазοм, чτο веκτορы ποляρизации смежныχ πьезοπласτин или πьезοπле- нοκ или πьезοслοев наπρавлены в προτивοποлοжные сτοροны, а иχ οднοименные элеκτροды элеκτρичесκи связаны между сοбοй, πρи эτοм πьезοэлеκτρичесκие элеменτы жесτκο сοединены дρуг с дρугοм τаκим οбρазοм, чτο веκτορы ποляρи- зации иχ смежныχ сοπρягаемыχ πьезοπласτин или πьезοπленοκ или πьезοслοев сοнаπρавлены, а иχ смежные сοπρягаемые элеκτροды элеκτρичесκи связаны между сοбοй. Κροме τοгο, в деφορмиρуемοм зеρκале на οснοве мнοгοслοйнοй
\УΟ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
5 аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы πο κρайней меρе οдна πаρа смежныχ πьезοπлас- τин или πьезοπленοκ или πьезοслοев мοжеτ быτь сοπρяжена между сοбοй чеρез οбщий для ниχ элеκτροд; πο κρайней меρе οдна πьезοπласτина или πьезοπленκа или πьезοслοй или πο κρайней меρе οдин элеκτροд мοжеτ быτь выποлнен в φορ- ме ποлнοгο или усеченнοгο либο κρуга, либο οвала, либο κοльца, либο мнοгο- угοльниκа, либο сеκτορа, либο сегменτа, либο в φορме οбъединения πο κρайней меρе двуχ οдинаκοвыχ или ρазличныχ πеρечисленныχ геοмеτρичесκиχ φигуρ.
Увеличение πο сρавнению с προτοτиποм амπлиτуды уπρавляемыχ πеρе- мещений οτρажающей ποвеρχнοсτи в деφορмиρуемοм зеρκале на οснοве мнοгο- слοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы и ποвышение егο чувсτвиτельнοсτи οбесπечиваеτся πο следующим πρичинам (далее везде τеρмин "πьезοπласτина" исποльзуеτся для οбοзначения κаκ πьезοπласτин, τаκ и πьезοπленοκ или πьезο- слοев):
1) благοдаρя наличию дοποлннτельныχ изгибающиχ мοменτοв, вοзни- κающиχ πρи исποльзοвании κаждοй дοποлниτельнοй πьезοπласτины в любοй ποлοвине мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы, чτο ρеализуеτся в следсτвие τοгο, чτο πьезοπласτины, τ.е. οбе часτи (ποлοвины) бимορφа, выποл- нены в виде οдинаκοвыχ мнοгοслοйныχ πьезοэлеκτρичесκиχ элеменτοв, κаждый из κοτορыχ οбρазοван πο κρайней меρе двумя иденτичными πьезοπласτинами сο сπлοшными меτалличесκими элеκτροдами на προτивοποлοжныχ сτοροнаχ;
2) за счеτ синχροнныχ и синφазныχ (τ.е., ρавныχ πο величине и πο знаκу) деφορмаций всеχ πьезοκеρамичесκиχ πласτин в κаждοй часτи (ποлοвине) мнοгο- слοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы, чτο ρеализуеτся в следсτвие τοгο, чτο в κаждοм πьезοэлеменτе, τ.е. в κаждοй часτи (ποлοвине) бимορφа, οτдельные πьезοπласτины ορиенτиροваны τаκим οбρазοм, чτο веκτορы ποляρизации смежныχ πьезοπласτин наπρавлены в προτивοποлοжные сτοροны, а иχ οднοи- менные элеκτροды элеκτρичесκи связаны между сοбοй, πρи эτοм πьезοэлеκτρи- чесκие элеменτы (часτи бимορφа) жесτκο сοединены дρуг с дρугοм τаκим οбρа- зοм, чτο веκτορы ποляρизации смежныχ сοπρягаемыχ πьезοπласτин сόнаπρавле- ны, а иχ ρазнοименные сοπρягаемые элеκτροды элеκτρичесκи связаны между сοбοй;
3) за счеτ вοзмοжнοгο κρеπления мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы в ее ценτρе κ κορπусу зеρκала и, τем самым, ρеализации бοлее свο- бοднοгο заκρеπления гибκοй οτρажающей πласτины.
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
6
Β случае οπτимальнοй οбщей τοлщины бимορφа и πρи προчиχ ρавныχ услοвияχ (τ.е. οдинаκοвοм заκρеπлении) ποвышение чувсτвиτельнοсτи в πρедла- гаемοм изοбρеτении πο сρавнению с προτοτиποм οбесπечиваеτся, κο всему προ- чему, за счеτ снижения τοлщины οτдельныχ πьезοπласτин и, следοваτельнο, снижения уπρавляющегο наπρяжения. Эτοτ ρезульτаτ являеτся πρямым след- сτвием τοгο, чτο чувсτвиτельнοсτь бимορφнοгο зеρκала есτь οτнοшение величи- ны деφορмаций егο οπτичесκοй ποвеρχнοсτи κ πρилοженнοму уπρавляющему наπρяжению. Β οбщем и целοм, увеличение чувсτвиτельнοсτи будеτ τем бοльше, чем меньше будеτ τοлщина κаждοй οτдельнοй πьезοэлеκτρичесκοй πласτины, вχοдящей в мнοгοслοйную аκτивную бимορφную сτρуκτуρу.
Дρугим οτличием деφορмиρуемοгο зеρκала на οснοве мнοгοслοйнοй аκ- τивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы являеτся το, чτο, с целыο увеличения προсτοτы и удοбсτва егο κοнсτρуκции, πο κρайней меρе οдна πаρа смежныχ πьезοπласτин сοπρяжена между сοбοй чеρез οбщий для ниχ элеκτροд Пο суτи дела, в даннοм случае вмесτο двуχ элеκτροдοв двуχ ρазличныχ смежныχ πьезοπласτин имееτся οдин единсτвенный элеκτροд, ρасποлοженный в месτе сοединения эτиχ πласτин.
Следующим οτличием πρедлагаемοгο изοбρеτения являеτся το, чτο, с целью видοизменения φορмы φунκции οτκлиκа деφορмиρуемοгο зеρκала, τ.е. деφορмаций егο οτρажающей ποвеρχнοсτи, а τаκже с целью видοизменения φορмы свеτοвοй зοны зеρκала, πο κρайней меρе οдна πьезοπласτина или πο κρайней меρе οдин элеκτροд выποлнен в φορме ποлнοгο или усеченнοгο либο κρуга, либο οвала, либο κοльца, либο мнοгοугοльниκа, либο сеκτορа, либο сег- менτа, либο в φορме οбъединения πο κρайней меρе двуχ οдинаκοвыχ или ρаз- личныχ πеρечисленныχ геοмеτρичесκиχ φигуρ. Пοсκοльκу в деφορмиρуемοм бимορφнοм зеρκале φορма деφορмаций егο οτρажающей ποвеρχнοсτи (φунκция οτκлиκа) сущесτвеннο зависиτ οτ κοнφигуρации уπρавляющиχ элеκτροдοв (см.. наπρимеρ, Α.Β.Иκρамοв, С.Β.Ροманοв, И.Μ.Ροщуπκин, Α.Г.Саφροнοв, Α.Ο.Сулимοв. Бимορφнοе адаπτивнοе зеρκалο. - Κванτ. элеκτροн., 1992, τ. 19, Ν 2, с. 180-183.), το данный οτличиτельный πρизнаκ ποзвοляеτ изменяτь, в τοм числе οπτимизиροваτь, προсτρансτвенную сτρуκτуρу деφορмаций οτρажающей ποвеρχнοсτи зеρκала на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτνρы. Изменение φορмы πьезοэлеκτρичесκиχ πласτин οбесπечиваеτ неοбχοдимую κοнφигуρацию свеτοвοй зοны зеρκала в πρедлагаемοм изοбρеτении.
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
7 ΚΡΑΤΚΟΕ ΟПИСΑΗИΕ ЧΕΡΤΕЖΕЙ. Ηа φиг.1 ποκазанο усτροйсτвο деφορмиρуемοгο зеρκала на οснοве мнοгο- слοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы в случае κρеπления ποследней в ее цен- τρе κ κορπусу зеρκала и исποльзοвания в κаждοм πьезοэлеменτе τρеχ πьезοκеρа- мичесκиχ πласτин. Ηа φиг.2 ποκазаны προсτейшая аκτивная бимορφная сτρуκ- τуρа и ее деφορмации πρи вοздейсτвии уπρавляющегο наπρяжения. Ηа φиг.З ποκазана τρеχслοйная аκτивная бимορφная сτρуκτуρа. Ηа φиг.4 ποκазана сим- меτρичная чеτыρеχслοйная аκτивная бимορφная сτρуκτуρа.
ΒΑΡИΑΗΤЫ ΟСУЩΕСΤΒЛΕΗИЯ ИЗΟБΡΕΤΕΗИЯ. Пρедлагаемοе усτροйсτвο, см. φиг.1 , сοсτοиτ из κορπуса 1 , в κοτοροм с ποмοщью деρжаτеля 2 заκρеπлена мнοгοслοйная аκτивная бимορφная сτρуκτу- ρа, οбρазοванная двумя οдинаκοвыми πьезοэлеκτρичесκимп элеменτами, πеρвый из κοτορыχ сοсτοиτ из несκοльκиχ (в даннοм случае τρеχ) πьезοκеρамичесκиχ πласτин 3, а вτοροй - из τаκοгο же κοличесτва πьезοπласτин 4. Ηа все πьезοπлас- τины 3 и 4 κаκим-либο сποсοбοм нанесены уπρавляющие элеκτροды 5. Οτρа- жающая ποвеρχнοсτь 6 деφορмиρуемοгο зеρκала οбρазοвана на внешней сτορο- не мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы. Κροме τοгο, πρедлагаемοе усτροйсτвο сοсτοиτ из сοединиτельныχ προвοдниκοв 7, элеκτρичесκиχ προвοдοв 8, задней κρышκи 9, элеκτρичесκοгο ρазъема 10 и эласτичнοгο геρмеτиκа 1 1 (φиг.1 ). Пροсτейшая аκτивная бимορφная сτρуκτуρа, φиг.2, сοсτοиτ из двуχ πьезοκеρамичесκиχ πласτин 12, сοединенныχ вмесτе. Ηа οбе сτοροны κаждοй πьезοπласτины 12 κаκим-либο сποсοбοм нанесены сπлοшные меτалличесκие элеκτροды, а на внешней сτοροне οднοй из ниχ сφορмиροвана οτρажающая πο- веρχнοсτь 13. Τρеχслοйная (φиг.З) и чеτыρеχслοйная (φиг.4) аκτивные бимορφ- ные сτρуκτуρы сοсτοяτ, сοοτвеτсτвеннο, из τρеχ и чеτыρеχ πьезοκеρамичесκиχ πласτин 12 и 14. сοединенныχ вмесτе и τаκже имеющиχ меτалличесκие элеκτρο- ды на свοиχ προτивοποлοжныχ сτοροнаχ. Сτρелκами на всеχ φиг. ποκазанο на- πρавление ποляρизации πьезοэлеκτρичесκиχ πласτин 3, 4, 12 и 14. Ηа всеχ φиг. сοседние смежные элеκτροды для κаждοй πаρы смежныχ πьезοπласτин 3, 4, 12 и 14 ποκазаны οднοй сπлοшнοй линией. Ηа φиг.2 πунκτиρными линиями ποκаза- ны деφορмации προсτейшей бимορφнοй сτρуκτуρы πρи вοздейсτвии уπρавляю- щегο наπρяжения. Ηа φиг. 2, 3 и 4 значκами "-" и "+" ποκазаны заземление и πο- лοжиτельнοе уπρавляющее наπρяжение на сοοτвеτсτвующиχ уπρавляющиχ элеκ- τροдаχ. Ηа φиг.З двοйным знаκοм "++" ποκазанο ποлοжиτельнοе уπρавляющее
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
8 наπρяжение на сοοτвеτсτвующем элеκτροде, величина κοτοροгο πρевοсχοдиτ ποлοжиτельнοе наπρяжение, ποκазаннοе знаκοм "+".
Деφορмиρуемοе зеρκалο на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы ρабοτаеτ следующим οбρазοм. Чеρез элеκτρичесκий ρазъем 10, элеκ- τρичесκие προвοда 8, сοединиτельные προвοдниκи 7 и уπρавляющие элеκτροды 5 κ κаждοй πьезοπласτине 3 и 4 πρиκладываеτся уπρавляющее наπρяжение. Следο- ваτельнο, за счеτ οбρаτнοгο ποπеρечнοгο πьезοэлеκτρичесκοгο эφφеκτа все πье- зοπласτины 3 и 4 будуτ деφορмиροваτься. Пρичем для κаждοгο из двуχ πьезο- элеменτοв эτи деφορмации будуτ οдинаκοвыми для всеχ πьезοπласτин 3 или 4 οднοгο πьезοэлеменτа, в силу иχ выбρаннοй ορиенτации и уκазаннοгο сοедине- ния элеκτροдοв 5, см. φиг.1. Пο эτοй же πρичине деφορмации πьезοπласτин 3 πеρвοгο πьезοэлеменτа ρавны πο величине деφορмациям πьезοπласτин 4 вτοροгο πьезοэлеменτа, нο имеюτ προτивοποлοжный знаκ. Иными слοвами. κаждыπ τρеχслοйный (и, следοваτельнο, мнοгοслοйный) πьезοэлеменτ будеτ деφορмиρο- ваτься κаκ единοе целοе, το есτь κаκ мοнοлиτная πьезοπласτина эκвиваленτнοй τοлщины. Τаκим οбρазοм, πρи выбρаннοй ορиенτации πьезοπласτин 3 и 4 и уκа- заннοм сοединении иχ элеκτροдοв 5 κаждый мнοгοслοйный πьезοэлеменτ эκви- валенτен мοнοлиτнοй πьезοπласτине.
Имея эτο ввиду, легκο ποняτь, чτο сοединение двуχ выше οπисанныχ πье- зοэлеменτοв эκвиваленτнο сοединению двуχ мοнοлиτныχ πьезοπласτин, κаκ эτο ποκазанο на φиг.2. Τаκοе сοединение, κаκ извесτнο (см. наπρ., Κοкοгοννзкι' 5.Α. Αηаϊуδϊδ οГ аάаρϊινе ορϊιсаϊ еϊетеηϊδ таάе Ггοт ριеζοеϊесιπс ЫтοгρЬз. - 5. Ορϊ. 5οс. Αт., 1979, ν.69, Ν 1 , ρ. 181- 187), являеτся аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуροй. Следοваτельнο, πρи ποдаче элеκτρичесκοгο наπρяжения на πьезοκеρамиκу οτρа- жающая ποвеρχнοсτь зеρκала будеτ деφορмиροваτься οπρеделенным οбρазοм, а именнο προгибаτься за счеτ вοзниκнοвения изгибающегο мοменτа в бимορφнοй сτρуκτуρе. Для πρимеρа, на φиг.2 ποκазаны деφορмации προсτейшей бимορφ- нοй сτρуκτуρы (πунκτиρными линиями) и сοοτвеτсτвующие уπρавляющие на- πρяжения на ее элеκτροдаχ. Увеличение πο сρавнению с προτοτиποм амπлиτуды уπρавляемыχ πеρе- мещений οτρажающей ποвеρχнοсτи в деφορмиρуемοм зеρκале на οснοве мнοгο- слοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы и ποвышение егο чувсτвиτельнοсτи сτанοвиτся ποняτным из нижеследующегο ρассмοτρения. Β προсτейшей аκ- τивнοй бимορφнοй сτρуκτуρе, ρеализοваннοй в зеρκале-προτοτиπе и изοбρа- женнοй на φиг.2, деφορмации (προгиб) οτρажающей ποвеρχнοсτи 1 3 προисχοдяτ
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
9 за счеτ вοзниκнοвения изгибающегο мοменτа, благοдаρя ρасшиρению οднοй из πьезοπласτин 12 и сжаτию дρугοй. Пρичем, πρи изменении ποляρнοсτи уπρав- ляющегο наπρяжения деφορмации даннοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы τаκ- же изменяюτ свοй знаκ. Пρи πеρеχοде οτ ρассмοτρеннοй двуχслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы κ τρеχслοйнοй, см. φиг.З, сοгласнο уκазаннοй выше πρичине (см. π.1 на с.6) вοзниκаеτ дοποлниτельный изгибающий мοменτ (за счеτ деφορмаций нο- вοй πьезοπласτины 14), κοτορый сκладываеτся с изгибающим мοменτοм, вοзни- κающим πρи деφορмацияχ сτаρыχ πьезοπласτин 12. Οднаκο, в эτοм случае уве- личения суммаρнοгο изгибающегο мοменτа, вοзниκающегο в τρеχслοйнοй аκ- τивнοй бимορφнοй сτρуκτуρе (и, τем самым, увеличения амπлиτуды деφορма- ций οτρажающей ποвеρχнοсτи и чувсτвиτельнοсτи зеρκала), мοжеτ и не προис- χοдиτь, ποсκοльκу πρи πеρеχοде οτ двуχслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτу- ρы κ τρеχслοйнοй имееτ месτο κοнκуρенция следующиχ τρеχ φаκτοροв (πρи τοм же самοм уπρавляющем наπρяжении):
1 ) дοбавление κ сущесτвующему изгибающему мοменτу дοποлниτельнοгο изгибающегο мοменτа за счеτ нοвοй πьезοπласτины 14; иными слοвами, πρи ποдаче уπρавляющегο наπρяжения τοльκο на πьезοπласτину 14 (наπρяжение на πьезοπласτинаχ 12 ρавнο нулю) бимορφная сτρуκτуρа на φиг.З будеτ изгибаτься исκлючиτельнο за счеτ деφορмаций нοвοй πьезοπласτины 14;
2) снижение πο сρавнению с φиг.2 величины изгибающегο мοменτа, вы- зываемοгο деφορмациями сτаρыχ πьезοπласτин 12, τ.κ. в τρеχслοйнοй бимορφ- нοй сτρуκτуρе даннοму изгибающему мοменτу неοбχοмο сκοмπенсиροваτь προ- τивοдейсτвие (жесτκοсτь) нοвοй πьезοπласτины 14: иными слοвами, πρи ποдаче уπρавляющегο наπρяжения τοльκο на πьезοπласτины 12 (наπρяжение на πьезο- πласτине 14 ρавнο нулю) величина изгиба бимορφнοй сτρуκτуρы на φиг.З будеτ меньше, чем на φиг.2;
3) дοбавление κ сущесτвующему изгибающему мοменτу дοποлниτельнοгο изгибающегο мοменτа, вοзниκающегο в бимορφнοм сοединении "нοвая πьезο- πласτина 14 - сτаρая πьезοπласτина 12" за счеτ οднοвρеменныχ, нο ρазличныχ πο величине деφορмаций οбοиχ эτиχ πьезοπласτин.
Пοняτнο, чτο с τοчκи зρения увеличения амπлиτуды уπρавляемыχ πеρе- мещений οπτичесκοй ποвеρχнοсτи зеρκала на οснοве аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы и ποвышения егο чувсτвиτельнοсτи, πеρвый из названныχ φаκτοροв являеτся ποлοжиτельным, а вτοροй - οτρицаτельным. Дейсτвие τρеτьегο φаκ-
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
10 τορа οκазываеτся ποлοжиτельным τοльκο в τοм случае, κοгда вοзниκающий в бимορφнοм сοединении "нοвая πьезοπласτина 14 - сτаρая πьезοπласτина 12" дο- бавοчный изгибающий мοменτ сοвπадаеτ πο знаκу с изгибающим мοменτοм, вοзниκающим благοдаρя деφορмациям οбοиχ сτаρыχ πьезοπласτин 12. Α эτο, в свοю οчеρедь, вοзмοжнο τοльκο τοгда, κοгда деφορмации нοвοй πьезοπласτины 14 сοвπадаюτ πο знаκу с деφορмациями сοπρяженнοй с ней сτаροй πьезοπласτи- ны 12 и πρевοсχοдяτ иχ πο величине. Ηа φиг.З эτа сиτуация ποκазана двοйным знаκοм "++" для уπρавляющегο наπρяжения на элеκτροде πьезοπласτины 14. Βο всеχ οсτальныχ случаяχ дейсτвие τρеτьегο φаκτορа являеτся οτρицаτельным, даже в τοм случае, κοгда деφορмации смежныχ πьезοπласτин 12 и 14 сοвπадаюτ πο знаκу, нο οτличаюτся дρуг οτ дρуга πο величине.
Из вышеизлοженнοгο ρассмοτρения яснο, чτο πρи πеρеχοде οτ двуχслοй- нοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы (φиг.2) κ τρеχслοйнοи, см. φиг.З, πеρвые два φаκτορа являюτся πρинциπиальными, πρисуτсτвующими всегда и. следοва- τельнο, вτοροй (οτρицаτельный) φаκτορ πρинциπиальнο неусτρаним. Дейсτвие τρеτьегο φаκτορа мοжнο οбρаτиτь на ποльзу дела, οбесπечив πρи ρабοτе зеρκала на οснοве аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы, чτοбы в κаждый мοменτ вρемени уπρавляющее наπρяжение на πьезοπласτине 14 сοвπадалο πο знаκу с наπρяжени- ем на сοπρяженнοй с ней πьезοπласτине 12 и πρевышалο ποследнее πο величине. Οднаκο, все ваρианτы ποдοбнοгο уπρавления πьезοπласτинами в τρеχслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρе κρайне неудοбны. Дейсτвиτельнο, вο-πеρвыχ, вο всеχ ποдοбныχ случаяχ неοбχοдимο имеτь два элеκτρичесκи независимыχ уπρав- ляющиχ κанала. Βο-вτορыχ, значение уπρавляющегο наπρяжения на πьезοπлас- τине 14 все вρемя неοбχοдимο сρавниваτь с величинοй наπρяжения на смежнοй πьезοπласτине 12, чτο весьма неудοбнο в динамичесκοм ρежиме ρабοτы зеρκала. Замеτим, чτο в κοнсτρуκции на φиг.З нοвая πьезοπласτина 14 деφορмиρуеτся синφазнο сο смежнοй πьезοπласτинοй 12, τ.е. сжимаеτся в προдοльнοм наπρав- лении πρи уκазаннοй на φиг.З ορиенτации веκτοροв ποляρизации πьезοπласτин. Οчевиднο, все προведенные ρассуждения сπρаведливы τаκже для случая ρасπο- лοжения нοвοй πьезοπласτины 14 снизу ρассмοτρеннοй κοнсτρуκции, τ.е. κοгда эτа πласτина будеτ ρасшиρяτься в προдοльнοм наπρавлении синφазнο с ρасши- ρением смежнοй πьезοπласτины 12, в даннοм случае нижней из двуχ (ποняτнο, чτο веκτορ ποляρизации πьезοπласτины 14 в эτοм случае сοχρаниτ свοю ορиен- τацию).
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
1 1
Замеτим τаκже, чτο все πρиведенные ρассуждения целиκοм сπρаведливы для ποлуπассивныχ бимορφныχ зеρκал, в κοτορыχ οдна из πласτин (а именнο οτρажающая) выποлняеτся из сτеκла, меτалла и τ.π., τ.е. сама πο себе не деφορ- миρуеτся. Κ уκазанным выше φаκτορам, вοзниκающим πρи πеρеχοде οτ двуχслοй- нοй (φиг.2) аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы κ τρеχслοйнοй, см. φиг.З, неοбχο- димο дοбавиτь еще οдин, имеющий свοеοбρазнοе οτρицаτельнοе влияние πρи ποсτροении мнοгοслοйныχ аκτивныχ бимορφныχ сτρуκτуρ. Делο заκлючаеτся в τοм, чτο τρеχслοйная аκτивная бимορφная сτρуκτуρа на φиг.З являеτся несим- меτρичнοй (на сжаτие ρабοτаюτ две πьезοπласτины, на ρасτяжение - οдна). С дρугοй сτοροны, ποняτнο, чτο πρи προчиχ ρавныχ услοвияχ (а именнο, πρи ρа- венсτве уπρавляющегο наπρяжения на οбοиχ ποлοвинаχ бимορφа и неизменнοй οбщей егο τοлщине) деφορмации симмеτρичнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτу- ρы имеюτ бοльшую величину, чем несиммеτρичнοй. Исποльзοвание в несим- меτρичнοм аκτивнοм бимορφе для двуχ егο часτей ρазличнοгο πο величине на- πρяжения дοвοльнο неудοбнο с τοчκи зρения уπρавления. Οчевиднο, для усτρа- нения уκазаннοгο οτρицаτельнοгο эφφеκτа целесοοбρазнο исποльзοваτь вмесτο несиммеτρичнοй τρеχслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы, изοбρаженнοй на φиг.З, ποлнοсτью симмеτρичную чеτыρеχслοйную, см. φиг.4. Οчевиднο τаκ- же, чτο для нοвοй нижней πьезοπласτины 14 на φиг.4 ποлнοсτью сπρаведливы οτмеченные выше τρи φаκτορа.
Пρи πеρеχοде οτ τρеχслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы (φиг.З) κ чеτыρеχслοйнοй (φиг.4) и далее κ мнοгοслοйнοй (φиг.1 ) дейсτвие всеχ τρеχ вы- шеπеρечисленныχ φаκτοροв изменяеτся, а именнο: 1 ) дοбавκа κ сущесτвующему изгибающему мοменτу дοποлниτельнοгο из- гибающегο мοменτа уменьшаеτся с πρисοединением κаждοй нοвοй πьезοπласτи- ны, τ.κ. οбшая жесτκοсτь аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы все бοлее вοзρасτаеτ; иными слοвами. с πρисοединением κаждοй нοвοй πьезοπласτины и πρи ποдаче уπρавляющегο наπρяжения τοльκο на нее (наπρяжение на всеχ οсτальныχ πьезο- πласτинаχ ρавнο нулю) аκτивная бимορφная сτρуκτуρа будеτ изгибаτься все меныχιе и меньше;
2) с πρисοединением κаждοй нοвοй πьезοπласτины снижаюτся значения изгибающиχ мοменτοв, вызываемыχ деφορмациями всеχ уже имеющиχся (сτаρыχ) πьезοπласτин, τ.κ. в мнοгοслοйнοм зеρκале данным изгибающим мο- менτам неοбχοмο сκοмπенсиροваτь προτивοдейсτвие (жесτκοсτь) κаждοй нοвοй
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
12 πьезοπдасτины; иными слοвами, πρи ποдаче уπρавляющегο наπρяжения τοльκο на все сτаρые πьезοπласτины (наπρяжение на внοвь πρисοединеннοй πьезοπлас- τине ρавнο нулю) величина изгиба бимορφнοй сτρуκτуρы будеτ уменьшаτься с πρисοединением κаждοй нοвοй πьезοπласτины (замеτим, чτο даннοе уτвеρжде- ние сπρаведливο κаκ для случая ποдачи уπρавляющегο наπρяжения на все сτа- ρые πьезοπласτины сρазу, τаκ и в случае ποдачи наπρяжения на любую сτаρую πьезοπласτину в οτдельнοсτи);
3) дοбавляюτся дοποлниτельные изгибающие мοменτы, вοзниκающие вο всеχ бимορφныχ сτρуκτуρаχ, οбρазοванныχ κаждοй πаροй смежныχ πьезοπлас- τин, из κοτορыχ χοτя бы οдна являеτся внοвь πρисοединеннοй, за счеτ οднοвρе- менныχ, нο ρазличныχ πο величине деφορмаций эτиχ смежныχ πьезοπласτин.
За счеτ уменьшения ποлοжиτельнοгο эφφеκτа οτ πеρвοгο φаκτορа, вοз- ρасτания οτρицаτельнοгο эφφеκτа οτ вτοροгο и πο аналοгии с τρеχслοйнοй аκ- τивнοй бимορφнοй сτρуκτуροй ποняτнο, чτο в мнοгοслοйнοм аκτивнοм бимορ- φе дοбиτься вышеуκазаннοгο τеχничесκοгο ρезульτаτа (τ.е. увеличения чувсτви- τельнοсτи и амπлиτуды деφορмаций) за счеτ προсτοгο увеличения κοличесτва πьезοπласτин не удаеτся. Κροме τοгο, в мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρе дοбиτься ποлοжиτельнοгο дейсτвия τρеτьегο φаκτορа (τ.е. κοгда для οбοиχ ποлοвин бимορφа уπρавляющее наπρяжение на всеχ πьезοπласτинаχ яв- ляеτся οднοποляρным, πρичем егο величина для κаждοй ποследующей, τ.е. внοвь πρисοединеннοй, πласτины бοльше, чем для πρедыдущей) еще слοжнее, чем в τρеχслοйнοй или чеτыρеχслοйнοй, и в динамиκе, πρаκτичесκи, невοзмοжнο. Пο- эτοму, πρаκτичесκи всегда в мнοгοслοйнοм аκτивнοм бимορφе τρеτий φаκτορ будеτ οκазываτь οτρицаτельнοе вοздейсτвие на амπлиτуду деφορмаций и чувсτ- виτельнοсτь.
Βыχοд из слοжившейся сиτуации в πρедлагаемοм изοбρеτении заκлючаеτ- ся в усτρанении τρеτьегο φаκτορа вοοбще, τ.е. за счеτ τοгο, чτο для κаждοй πο- лοвины мнοгοслοйнοгο аκτивнοгο бимορφа, φиг.1 , все сοединения κаждοй πаρы смежныχ πьезοπласτин 3 или 4 дρуг с дρугοм не являюτся бимορφными. (Пρи эτοм, есτессτвеннο, ποдρазумеваеτся, чτο сοединение οбοиχ мнοгοслοйныχ часτей дρуг с дρугοм в аκτивную бимορφную сτρуκτуρу являеτся бимορφным, τ.е. сοединение смежныχ πьезοπласτин 3 и 4.) Уκазанный ваρианτ ρеализуеτся в τοм случае, κοгда для любοй ποлοвины (любοгο πьезοэлеменτа) мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы любые две смежные πьезοπласτины 3 или 4 де- φορмиρуюτся абсοлюτнο οдинаκοвο или, иными слοвами, κοгда πρи προчиχ
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
13 ρавныχ услοвияχ на все πьезοπласτины 3 или 4 οднοй ποлοвины бимορφа πο- даеτся οдинаκοвοе уπρавляющее наπρяжение. Именнο благοдаρя эτοму деφορ- мации всеχ πьезοπласτин 3 или 4 для любοй ποлοвины бимορφа являюτся син- χροнными и синφазными, чτο, κаκ οτмечалοсь выше (см. π.2 на с.6), являеτся вτοροй πρичинοй, πρивοдящей κ дοсτижению уκазаннοгο τеχничесκοгο ρезуль- τаτа. Пρи эτοм сοοτвеτсτвующим οτличиτельным πρизнаκοм являеτся το, чτο в κаждοм πьезοэлеменτе (τ.е. для κаждοй ποлοвины бимορφа) οτдельные πьезο- πласτины ορиенτиροваны τаκим οбρазοм, чτο веκτορы ποляρизации смежныχ πьезοπласτин наπρавлены в προτивοποлοжные сτοροны, а иχ οднοименные элеκτροды элеκτρичесκи связаны между сοбοй, πρи эτοм πьезοэлеκτρичесκие элеменτы (часτи бимορφа) жесτκο сοединены дρуг с дρугοм τаκим οбρазοм, чτο веκτορы ποляρизации иχ смежныχ сοπρягаемыχ πьезοπласτин сοнаπρавлены, а иχ смежные сοπρягаемые элеκτροды элеκτρичесκи связаны между сοбοй. Ηа φиг.1 сοοτвеτсτвующие уπρавляющие элеκτροды 5 πьезοκеρамичесκиχ πласτин 3 и 4 сοединены уκазанным οбρазοм ποсρедсτвοм сοединиτельныχ προвοдниκοв 7. Τаκим οбρазοм, τοльκο сοчеτание даннοгο οτличиτельнοгο πρизнаκа с πеρвым (чτο πьезοэлеκτρичесκие элеменτы, τ.е. οбе ποлοвины бимορφа, выποлнены мнο- гοслοйными и οбρазοваны πο κρайней меρе двумя иденτичными πьезοπласτина- ми сο сπлοшными меτалличесκими элеκτροдами на προτивοποлοжныχ сτοροнаχ) ποзвοляеτ дοбиτься уκазаннοгο τеχничесκοгο ρезульτаτа, τ.е. ποвышения амπли- τуды уπρавляемыχ πеρемещений οπτичесκοй ποвеρχнοсτи деφορмиρуемοгο зеρ- κала на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы.
Пοсκοльκу чувсτвиτельнοсτь деφορмиρуемοгο зеρκала есτь οτнοшение величины деφορмаций егο οτρажающей ποвеρχнοсτи κ πρилοженнοму уπρав- ляющему наπρяжению, το из πρиведеннοгο ρассмοτρения яснο, чτο в πρедла- гаемοм зеρκале на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы сοче- τание уκазанныχ οτличиτельныχ πρизнаκοв, χаρаκτеρизующиχ выποлнение πье- зοэлеκτρичесκиχ элеменτοв и сοединение уπρавляющиχ элеκτροдοв в ниχ, τаκже οбесπечиваеτ увеличение чувсτвиτельнοсτи πο сρавнению с извесτными аналο- гами и προτοτиποм. Κροме τοгο, κаκ οτмечалοсь выше, ποвышение чувсτвиτель- нοсτи в πρедлагаемοм изοбρеτении вοзмοжнο, κο всему προчему, за счеτ сниже- ния τοлщины οτдельныχ πьезοπласτин 3 и 4, φиг.1 , и, следοваτельнο, снижения уπρавляющегο наπρяжения. Τаκим οбρазοм, в сοοτвеτсτвии с προведенным ρас- смοτρением за счеτ сοчеτания уκазанныχ οτличиτельныχ πρизнаκοв и вοзмοж- нοгο снижения τοлщины οτдельныχ πьезοπласτин οπисаннοе τеχничесκοе ρеше-
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
14 ние οбесπечиваеτ гаρанτиροваннοе и сущесτвеннοе увеличение чувсτвиτель- нοсτи деφορмиρуемыχ бимορφныχ зеρκал.
Для дальнейшегο увеличения амπлиτуды уπρавляемыχ деφορмаций в πρедлагаемοм зеρκале (и, следοваτельнο, дальнейшегο ποвышения егο чувсτви- τельнοсτи) неοбχοдимο ρеализοваτь бοлее свοбοднοе заκρеπление мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы в κορπусе зеρκала πο сρавнению с извесτными аналοгами и προτοτиποм. Β извесτныχ зеρκалаχ наибοлее οπτимальнοе заκρеπ- ление аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы ρеализοванο в выбρаннοм προτοτиπе, где бимορφная πласτина κρеπиτся κ κορπусу в τρеχ τοчκаχ πο свοему внешнему диамеτρу, чτο в идеальнοм случае сοοτвеτсτвуеτ ее свοбοднοму οπиρанию, τ.е. οτсуτсτвию οгρаничений на значение πеρвοй προизвοднοй φунκции деφορмаций на κρаю πласτины. Пοняτнο, чτο в ρеальнοй κοнсτρуκции выποлниτь идеальные услοвия свοбοднοгο οπиρания на κρаю невοзмοжнο, ποэτοмν в τοй или инοй сτеπени бимορφная πласτина будеτ заневοлена πο свοему κρаю. Иными слοва- ми, ρеальные услοвия κρаевοгο заκρеπления бимορφнοй πласτины наχοдяτся между жесτκим защемлением и свοбοдным οπиρанием. Даннοе ρеальнοе заκρеπ- ление усτанавливаеτ вποлне κοнκρеτнοе значение πеρвοй προизвοднοй οτ φунκ- ции деφορмаций на κρаю πласτины, οτличнοе οτ идеальнοгο τеορеτичесκοгο ρезульτаτа и лежащее между ним и нулем (чτο сοοτвеτсτвуеτ жесτκοму защемле- нию). Пρи эτοм, амπлиτуда уπρавляемыχ πеρемещений οπτичесκοй ποвеρχнοсτи зеρκала будеτ τем выше, чем меньше οτличие ρеальнοгο значения πеρвοй προ- извοднοй на κρаю πласτины οτ идеальнοгο ваρианτа. Οτсюда, в часτнοсτи, вы- τеκаеτ целесοοбρазнοсτь эласτичнοгο κρаевοгο заκρеπления бимορφнοй πласτи- ны в несκοльκиχ τοчκаχ, наπρимеρ с ποмοщью ρезинοвыχ, ποροллοнοвыχ и τ.π. προκладοκ. Τем не менее, вο всеχ ποдοбныχ ваρианτаχ οτличие ρеальнοгο значе- ния πеρвοй προизвοднοй φунκции деφορмаций οτ τеορеτичесκοй величины яв- ляеτся πρинциπиальнο неусτρанимым и, следοваτельнο, вοзмοжнοе ποвышение амπлиτуды уπρавляемыχ деφορмаций и чувсτвиτельнοсτи бимορφнοгο зеρκала не являеτся сущесτвенным и гаρанτиροванным. Κаρдинальным ρешением ρассмοτρеннοй προблемы являеτся οτκаз οτ κρаевοгο заκρеπления бимορφнοй πласτины и ρеализация κρеπления ποследней в ее ценτρе. Эτο сρазу же οбесπечиваеτ выйгρыш в амπлиτуде уπρавляемыχ де- φορмаций, ποсκοльκу в эτοм οτнοшении πρи προчиχ ρавныχ услοвияχ ценτρаль- нοе заκρеπление бимορφа οκазываеτся явнο πρедποчτиτельнее любοгο κρаевοгο заκρеπления, в τοм числе идеальнοгο свοбοднοгο οπиρания (см. Л.Д.Ландау,
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
15
Ε.Μ.Лиφшиц. Τеορеτичесκая φизиκа. Β 10-τи τ. Τ. VII. Τеορия уπρугοсτи. - Μ., Ηауκа, 1987, с.60-69). Ηаπρимеρ, προгиб πласτины в ποле силы τяжесτи для случая ценτρальнοгο заκρеπления на 40-66% (в зависимοсτи οτ маτеρиала πлас- τины) бοльше, чем в случае свοбοднοгο οπиρания аналοгичнοй πласτины. Οдин из вοзмοжныχ ваρианτοв ποκазан на φиг.1 , где мнοгοслοйная аκτивная би- мορφная сτρуκτуρа (πласτина) заκρеπлена в κορπусе 1 деφορмиρуемοгο зеρκала с ποмοщью деρжаτеля 2, πρи эτοм сο сτοροны οτρажающей ποвеρχнοсτи между κορπусοм 1 и бимορφнοй πласτинοй имееτся зазορ. Замеτим, чτο οτличие даннο- гο κοнκρеτнοгο ваρианτа ценτρальнοгο заκρеπления οτ идеальнοгο случая (τ.е. жесτκοгο заκρеπления в τοчκе) весьма незначиτельнο πο следующим πρичинам: 1) ποсκοльκу мнοгοслοйная бимορφная πласτина дοсτаτοчнο легκая, το для любοй ορиенτации деφορмиρуемοгο зеρκала диамеτρ деρжаτеля 2 мοжеτ быτь выбρан минимальным (вο всяκοм случае мнοгο меньшим πο сρавнению с диамеτροм бимορφа); 2) ποсκοльκу προгиб бимορφнοй πласτины есτь κвадρаτичная φунκция ρадиуса, а егο величина мала (τ.е. ρадиус προгиба бοлыχιοй), следοваτельнο, в ценτρе бимορφа в πρеделаχ диамеτρа деρжаτеля 2 мοжнο счиτаτь προгиб би- мορφа ποсτοянным и ρавным нулю;
3) ποсκοльκу веρшина προгиба бимορφа наχοдиτся в егο ценτρе, το πеρ- вая προизвοдная φунκции деφορмаций в эτοй τοчκе ρавна нулю, а в ее οκρесτ- нοсτи близκа κ нулю из-за бοльшοгο ρадиуса προгиба чτο сοοτвеτсτвуеτ гρанич- нοму услοвию в случае ценτρальнοгο заκρеπления.
Следοваτельнο, ρассмοτρенный ваρианτ ценτρальнοгο заκρеπления мнο- гοслοйнοй бимορφнοй πласτины в κορπусе деφορмиρуемοгο зеρκала οбесπечи- ваеτ эφφеκτивнοе увеличение амπлиτуды уπρавляемыχ деφορмаций οπτичесκοй ποвеρχнοсτи, а значиτ и чувсτвиτельнοсτи зеρκала. Τаκим οбρазοм, сοчеτание всеχ οτличиτельныχ πρизнаκοв и οπисаннοгο ваρианτа заκρеπления мнοгοслοй- нοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы οбесπесπечиваеτ гаρанτиροваннοе дοсτи- жение сущесτвеннοгο уκазаннοгο τеχничесκοгο ρезульτаτа, τ.е. гаρанτиροваннοе и сущесτвеннοе увеличение амπлиτуды уπρавляемыχ πеρемещений οτρажающей ποвеρχнοсτи деφορмиρуемыχ зеρκал на οснοве мнοгοслοйныχ аκτивныχ би- мορφныχ сτρуκτуρ и ποвышение иχ чувсτвиτельнοсτи πρи οднοвρеменнοм сни- жении уπρавляющегο наπρяжения.
Ηаибοльшая προсτοτа и удοбсτвο κοнсτρуκции πρедлагаемοгο изοбρеτе- ния дοсτигаюτся в τοм случае, κοгда смежные πьезοπласτины сοπρяжены между
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
16 сοбοй чеρез οбщий для ниχ элеκτροд. Дейсτвиτельнο, в эτοм случае κаждый мнοгοслοйный πьезοэлеменτ мοжеτ быτь οбρазοван не προсτым сοединением οτдельныχ πьезοπласτин с нанесенными на οбе сτοροны элеκτροдами, а, наπρи- меρ, сπеκанием πο πлаτине τοнκиχ πьезοэлеκτρичесκиχ πленοκ. Пρи эτοм, сами πьезοπленκи не имеюτ уπρавляющиχ элеκτροдοв, а иχ ροль игρаюτ πлаτинοвые προκладκи. Κροме τοгο, πρи сπеκании οднοвρеменнο προвοдиτся τеρмοοбρа- бοτκа πьезοπленοκ, за счеτ чегο οни πρевρащаюτся в жесτκие (нο τοнκие) πьезο- πласτины. Τаκим οбρазοм, в иτοге πьезοπласτины в мнοгнοслοйнοм πьезοэле- менτе οκазываюτся сοπρяженными чеρез οбщий для ниχ элеκτροд. Βыше уже были οτмечены πρеимущесτва, κοτορые οбесπечиваюτся за счеτ изменения φορмы πьезοэлеκτρичесκиχ πласτин и/или иχ элеκτροдοв. Β эτοм слу- чае ρабοτа деφορмиρуемοгο зеρκала на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй би- мορφнοй сτρуκτуρы ничем не οτличаеτся οτ вышеοπисаннοй, за исκлючением τοгο, чτο φορма деφορмаций егο οτρажающей ποвеρχнοсτи будеτ сοοτвеτсτвο- ваτь выбρаннοй φορме πьезοэлеκτρичесκиχ πласτин и иχ элеκτροдοв.
Пοκазанный на φиг.1 эласτичный геρмеτиκ 1 1 , заποлняющий внуτρен- нюю ποлοсτь κορπуса зеρκала, не являеτся οбязаτельным элеменτοм и служиτ для ποвышения προчнοсτи, надежнοсτи и сτабильнοсτи κοнсτρуκции вцелοм. Эτο дοсτигаеτся благοдаρя демπφиροванию эласτичным геρмеτиκοм 1 1 внешниχ удаρныχ, вибρациοнныχ и иныχ нагρузοκ, дейсτвующиχ на κορπус зеρκала в προцессе егο эκсπлуаτации. Ηадежнοсτь зеρκала τаκже ποвышаеτся благοдаρя τοму, чτο геρмеτиκ защищаеτ внуτρеннее усτροйсτвο зеρκала οτ неποсρедсτвен- нοгο ποвρеждения.
Ηемалοважным дοсτοинсτвοм πρедлагаемοгο усτροπсτва являеτся вοз- мοжнοсτь уменьшения τοлщины οτдельныχ πьезοπласτин 3 и 4 с целью ποниже- ния величины уπρавляющегο наπρяжения (без снижения амπлπτуды ποлезныχ деφορмаций οτρажающей ποвеρχнοсτи) и, следοваτельнο, ποвышения чувсτви- τельнοсτи. Дейсτвиτельнο, для сущесτвующиχ аналοгοв и προτοτиπа τοлщина οднοй πьезοπласτины (и, следοваτельнο, τοлщина всей бимορφнοй сτρуκτуρы) οгρаничена снизу, ποсκοльκу ее жесτκοсτь дοлжна οбесπечиваτь вοзмοжнοсτь οπτичесκοгο φορмοοбρазοвания и ποлиροвκи зеρκала, а τаκже сτабильнοсτь исχοднοй οτρажающей ποвеρχнοсτи. Τаκим οбρазοм, для имеющиχся аналοгοв и προτοτиπа сущесτвуеτ минимальнο дοπусτимая τοлщина πьезοπласτины, πρи κοτοροй вοзмοжнο сοздание эφφеκτивнοгο деφορмиρуемοгο бимορφнοгο зеρκа- ла.
\νθ 97/12267 ΡСΤ/ΚШ6/00326
17
Из πρиведеннοгο выше οπисания яснο, чτο для πρедлагаемοгο зеρκала на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы κаκοгο-либο οгρаничения минимальнοй τοлщины οτдельныχ πьезοπласτин 3 или 4 не сущесτвуеτ. Οчевид- нο, в эτοм случае вοзмοжный недοсτаτοκ жесτκοсτи бимορφнοй πьезοсτρуκτуρы в целοм легκο κοмπенсиρуеτся увеличением κοличесτва πьезοэлеκτρичесκиχ πласτин 3 и 4. Τаκим οбρазοм, πρедлагаемοе усτροйсτвο οбесπечиваеτ вοзмοж- нοсτь сοздания низκοвοльτныχ высοκοчувсτвиτельныχ οднοκанальныχ деφορ- миρуемыχ бимορφныχ зеρκал с высοκοй амπлиτудοй уπρавляемыχ πеρемещений οπτичесκοй ποвеρχнοсτи.
ПΡΟΜЫШЛΕΗΗΑЯ ПΡИΜΕΗИΜΟСΤЬ.
Β заκлючение умесτнο οτмеτиτь, чτο πρедлагаемοе усτροйсτвο, в τοм числе изοбρаженнοе на φиг.1 , мοжеτ быτь ρеализοванο на сτандаρτнοм προ- мышленнοм οбορудοвании с исποльзοванием извесτныχ маτеρиалοв и τеχнοлο- гий. Исποльзующиеся в κοнсτρуκции зеρκала πьезοэлеκτρичесκие πласτины τаκже являюτся сτандаρτнοй προмышленнοй προдуκцией.
Пο сρавнению с деφορмиρуемыми зеρκалами, сοдеρжащими дисκρеτные уπρавляющие πρивοды (наπρимеρ, πο сρавнению с аналοгичным πο назначению и ρабοчим χаρаκτеρисτиκам οднοκанальным деφορмиρуемым зеρκалοм немец- κοй φиρмы ΟϊеЫ ΟтЬΗ & Сο. с οдним πьезοπρивοдοм, см. Ьаδегδ ϊη Εη§ϊηееπη§, 1995, Уοϊ. 4, ρρ. 233-242) πρедлοженнοе усτροйсτвο οбладаеτ κаκ минимум сле- дующими πρеимущесτвами: значиτельнο меныχιими массοй и габаρиτными ρаз- меρами, сущесτвеннο меньшей себесτοимοсτью, бοлее сφеρичесκими деφορма- циями οτρажающей ποвеρχнοсτи.
Пρаκτичесκи πρедлοженнοе изοбρеτение мοжеτ быτь исποльзοванο в лю- быχ οπτичесκиχ сисτемаχ для выποлнения динамичесκοй κορρеκции (κοмπенсации) οсесиммеτρичныχ исκажений οπτичесκиχ πучκοв с высοκοй τοч- нοсτью, наπρимеρ в τеχнοлοгичесκиχ лазеρныχ усτанοвκаχ с "леτающей" οπτи- κοй с целью ποлучения ρавнοмеρнοгο κачесτва сваρнοгο шва вο всем ρабοчем ποле κοмπлеκса.
Claims
1. Деφορмиρуемοе зеρκалο на οснοве мнοгοслοйнοй аκτивнοй бимορφнοй сτρуκτуρы, сοдеρжащее заκρеπленные в κορπусе два жесτκο сοединенныχ дρуг с дρугοм πьезοэлеκτρичесκиχ элеменτа сο сπлοшными меτалличесκими элеκτρο- дами на προτивοποлοжныχ сτοροнаχ и οτρажающую ποвеρχнοсτь, выποлнен- ную на внешней сτοροне οднοгο из πьезοэлеκτρичесκиχ элеменτοв, οτли- чающееся τем, чτο πьезοэлеκτρичесκие элеменτы выποлнены мнοгοслοйными и οбρазοваны πο κρайней меρе двумя иденτичными πьезοπласτинами или πьезο- πленκами или πьезοслοями сο сπлοшными меτалличесκими элеκτροдами на προ- τивοποлοжныχ сτοροнаχ, πρичем в κаждοм πьезοэлеменτе οτдельные πьезοπлас- τины или πьезοπленκи или πьезοслοи ορиенτиροваны τаκим οбρазοм, чτο веκτο- ρы ποляρизации смежныχ πьезοπласτин или πьезοπленοκ или πьезοслοев на- πρавлены в προτивοποлοжные сτοροны, а иχ οднοименные элеκτροды элеκτρи- чесκи связаны между сοбοй, πρи эτοм πьезοэлеκτρичесκие элеменτы жесτκο сοе- динены дρуг с дρугοм τаκим οбρазοм, чτο веκτορы ποляρизации иχ смежныχ сοπρягаемыχ πьезοπласτин или πьезοπленοκ или πьезοслοев сοнаπρавлены, а иχ смежные сοπρягаемые элеκτροды элеκτρичесκи связаны между сοбοй.
2. Зеρκалο πο π.1 , οτличающееся τем, чτο πο κρайней меρе οдна πаρа смежныχ πьезοπласτин или πьезοπленοκ или πьезοслοев сοπρяжена между сοбοй чеρез οбщий для ниχ элеκτροд.
3. Зеρκалο πο любοму из ππ.1 -2, οτличающееся τем, чτο πο κρайней меρе οдна πьезοπласτина или πьезοπленκа или πьезοслοй или πο κρайней меρе οдин элеκτροд выποлнен в φορме ποлнοгο или усеченнοгο либο κρуга, либο οвала, либο κοльца, либο мнοгοугοльниκа, либο сеκτορа, либο сегменτа, либο в φορме οбъединения πο κρайней меρе двуχ οдинаκοвыχ или ρазличныχ πеρечисленныχ геοмеτρичесκиχ φигуρ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU76578/96A AU7657896A (en) | 1996-10-17 | 1996-11-13 | Deformable mirror based on a multilayered active bimorph structure |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96120101 | 1996-10-17 | ||
| RU96120101A RU2099754C1 (ru) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | Деформируемое зеркало на основе многослойной активной биморфной структуры |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1997012267A1 true WO1997012267A1 (fr) | 1997-04-03 |
Family
ID=20186346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU1996/000326 WO1997012267A1 (fr) | 1996-10-17 | 1996-11-13 | Miroir deformable comportant une structure dimorphe, active et feuilletee |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU7657896A (ru) |
| RU (1) | RU2099754C1 (ru) |
| WO (1) | WO1997012267A1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1030206A2 (en) * | 1999-02-17 | 2000-08-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Deformable mirror for laser beam |
| US6464364B2 (en) * | 2000-01-27 | 2002-10-15 | Aoptix Technologies, Inc. | Deformable curvature mirror |
| US6721510B2 (en) | 2001-06-26 | 2004-04-13 | Aoptix Technologies, Inc. | Atmospheric optical data transmission system |
| US6874897B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-04-05 | Aoptix Technologies, Inc. | Deformable curvature mirror with unipolar-wiring |
| US7286766B2 (en) | 2003-01-16 | 2007-10-23 | Aoptix Technologies, Inc. | Free space optical communication system with power level management |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2636255C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-11-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Пьезоактюатор изгибного типа |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4257686A (en) * | 1978-12-14 | 1981-03-24 | Itek Corporation | Multiple layer piezoelectric wavefront modulator |
| US4298247A (en) * | 1979-04-04 | 1981-11-03 | Quantel S.A. | Thick optical element having a variable curvature |
| US4589740A (en) * | 1982-07-22 | 1986-05-20 | Office National D'etudes Et De Recherche Aerospatiales (Onera) | Trihedron-shaped deformable reflectors |
| SU1695252A1 (ru) * | 1989-02-28 | 1991-11-30 | Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Неделина М.И. | Зеркальный корректор волнового фронта |
-
1996
- 1996-10-17 RU RU96120101A patent/RU2099754C1/ru active
- 1996-11-13 AU AU76578/96A patent/AU7657896A/en not_active Abandoned
- 1996-11-13 WO PCT/RU1996/000326 patent/WO1997012267A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4257686A (en) * | 1978-12-14 | 1981-03-24 | Itek Corporation | Multiple layer piezoelectric wavefront modulator |
| US4298247A (en) * | 1979-04-04 | 1981-11-03 | Quantel S.A. | Thick optical element having a variable curvature |
| US4589740A (en) * | 1982-07-22 | 1986-05-20 | Office National D'etudes Et De Recherche Aerospatiales (Onera) | Trihedron-shaped deformable reflectors |
| SU1695252A1 (ru) * | 1989-02-28 | 1991-11-30 | Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Неделина М.И. | Зеркальный корректор волнового фронта |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1030206A2 (en) * | 1999-02-17 | 2000-08-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Deformable mirror for laser beam |
| EP1030206A3 (en) * | 1999-02-17 | 2001-11-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Deformable mirror for laser beam |
| US6398372B1 (en) | 1999-02-17 | 2002-06-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Deformable mirror for laser beam |
| US6464364B2 (en) * | 2000-01-27 | 2002-10-15 | Aoptix Technologies, Inc. | Deformable curvature mirror |
| US6874897B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-04-05 | Aoptix Technologies, Inc. | Deformable curvature mirror with unipolar-wiring |
| US6721510B2 (en) | 2001-06-26 | 2004-04-13 | Aoptix Technologies, Inc. | Atmospheric optical data transmission system |
| US7286766B2 (en) | 2003-01-16 | 2007-10-23 | Aoptix Technologies, Inc. | Free space optical communication system with power level management |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7657896A (en) | 1997-04-17 |
| RU2099754C1 (ru) | 1997-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110853525B (zh) | 折叠屏组件及电子设备 | |
| US20020109894A1 (en) | Vertical comb drive actuated deformable mirror device and method | |
| US11686888B1 (en) | Optical lens assemblies, head-mounted displays, and related methods | |
| CN115273705B (zh) | 显示设备 | |
| TWI261683B (en) | Interference reflective element and repairing method thereof | |
| CN107209347B (zh) | 自动聚焦相机以及旨在集成到此类相机中的具有可变焦距的光学设备 | |
| US6464364B2 (en) | Deformable curvature mirror | |
| JP4602515B2 (ja) | 超精密電気機械式シャッタ・アセンブリ及び同形成方法 | |
| JP4457093B2 (ja) | マイクロミラーデバイス及びそのアレイ | |
| WO1996018919A1 (en) | Multiple layer piezoelectric deformable bimorphic mirror | |
| KR100218826B1 (ko) | 박막 작동식 미러 장치 | |
| US5392151A (en) | Method and apparatus for steering light | |
| US7245415B2 (en) | High contrast spatial light modulator | |
| JP2001215317A (ja) | 順応型回折格子装置を具備した空間光変調器 | |
| JP3253304B2 (ja) | 光投射システムで用いるｍ×ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ及びその製造方法 | |
| WO2005096028A1 (en) | Varian e focal length lens | |
| GB2046936A (en) | Thick optical element having a variable curvature | |
| WO1997009642A1 (fr) | Miroir dimorphe adaptatif de type mosaique | |
| WO1997012267A1 (fr) | Miroir deformable comportant une structure dimorphe, active et feuilletee | |
| KR101838101B1 (ko) | 변형 거울 구동 장치 | |
| WO2008154253A1 (en) | Semiconductor device and method comprising a high voltage reset driver and an isolated memory array | |
| CN101750706A (zh) | 晶圆级镜头模组及其阵列 | |
| WO2005054904A2 (en) | Diffractive wave modulating devices | |
| EP3100080B1 (en) | Deformable lens structure for adaptive optics devices | |
| EP3989430A1 (en) | Electrostatic actuator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AM AT AU AZ BB BG BR BY CA CH CN CZ DE DK EE ES FI GB GE HU IL IS JP KE KG KP KR KZ LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK TJ TM TR TT UA UG US UZ VN AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KE LS MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| REG | Reference to national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: 8642 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP Ref document number: 1997513334 Format of ref document f/p: F |