【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变形镜结构，特别涉及一种通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜。
技术介绍
1、变形镜，主要由两部分构成：驱动机构和反射薄镜。驱动机构包含多个驱动单元组成，每个单元接收控制指令后产生相应的驱动力。这些驱动力作用于反射镜面，使其形状发生改变，进而实现对光学系统中的畸变波前进行校正。
2、变形反射镜通过调整镜体表面的形状来补偿波前的相位误差，根据其反射薄镜结构设计原理不同，主要分为两种类型，连续表面及分立表面两种类型。在自适应光学系统中，连续表面变形镜作为一种重要的波前校正器件，承担核心作用。其具备高校正精度及无缝隙的面形连续性的优点，但引起的镜面形变量相对较小。在连续表面变形镜中，根据驱动结构不同，可以分为整体驱动和分立驱动两种类型。整体驱动变形镜，如横向压电变形镜和薄模变形镜，驱动结构是一个整体执行器件，通过控制电压的方式实现镜面的统一变形，以校正低阶模式的波前畸变。与整体驱动变形镜不同，分立驱动变形镜，各个驱动单元之间相互独立，均与镜片接触，在控制电压的作用下，仅在特定的局部区域产生变形，执行器输出的力可使镜片发生变形，如驱动结构采用堆栈压电陶瓷，音圈电机等执行器。
3、在设计时采用驱动器沿镜面平行布置，通常针对特定的像差进行校正，例如离焦、像散，限制了其在自适应光学系统中的适用范围。相反，当驱动器的驱动方向垂直于镜面时，连续表面变形镜能够校正各阶像差，并达到较高的校正精度，因此在自适应光学系统中得到广泛应用。
4、在各种变形镜的制作、装配过程中，驱动结构与反射镜的组装方法是一个技术
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的对变形镜施加初始控制量对镜面进行主动展平，但该行为牺牲了变形镜对波前畸变的部分校正能力的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其包括：片状结构的反射镜，压电陶瓷固定框架及设置在压电陶瓷固定框架内的堆栈压电陶瓷，堆栈压电陶瓷为反射镜变形提供驱动力，作用于堆栈压电陶瓷的柔性调节机构，柔性调节机构可调节堆栈压电陶瓷与反射镜之间的相对位置，使堆栈压电陶瓷靠近或远离反射镜，柔性调节机构通过调节堆栈压电陶瓷的位置，间接作用于反射镜，以调整反射镜的面形。
3、进一步，还包括设置在压电陶瓷固定框架与反射镜非反射面之间的第一柔性机构，第一柔性机构与压电陶瓷固定框架和反射镜固定连接，第一柔性机构可传递堆栈压电陶瓷在逆压电效应下产生的驱动力至反射镜，并在镜面恢复自身形状的过程提供回弹力。
4、进一步，还包括设置在压电陶瓷固定框架与反射镜非反射面之间的第一柔性机构，第一柔性机构与压电陶瓷固定框架和反射镜固定连接，第一柔性机构可传递堆栈压电陶瓷在逆压电效应下产生的驱动力至反射镜，并在镜面恢复自身形状的过程提供回弹力。
5、进一步，底座包括一体成型的支撑壁和安装部，支撑臂具有三个以上，支撑壁朝外的一端与压电陶瓷固定框架连接，另一端对安装部进行支撑，连接部设置在安装部上。
6、进一步，底座为三棱柱形，底座在靠近三个侧面的位置分别开设有贯穿底座两端的柔性槽，柔性槽均单边开放，以形成三个支撑臂。
7、进一步，连接部为自安装部靠近反射镜的一端向反射镜延伸的圆柱结构，连接部靠近反射镜的一端开设有倒角。
8、进一步，压电陶瓷固定框架为圆柱形筒状结构，包括筒身和筒座，筒身和筒座内形成容置并配合堆栈压电陶瓷的腔室，筒身靠近第一柔性结构的一端开设有与腔室连通的通孔。
9、进一步，筒座底部开设有开口，柔性调节机构通过筒座底部的开口作用于堆栈压电陶瓷。
10、进一步，筒座底部开口处设置有柔性材料制成的第二柔性机构，第二柔性机构设置在柔性调节机构和堆栈压电陶瓷之间，柔性调节机构调节产生的作用力通过第二柔性机构传递至堆栈压电陶瓷。
11、进一步，第二柔性机构为固定设置在筒座底部开口处的工形柔性机构。
12、由上述技术方案可知，本专利技术的有益效果为：
13、一、通过柔性调节机构的设置，解决了对变形镜施加初始控制量时牺牲部分校正能力的问题，使变形镜在初始面形优化后，仍能保持较高的波前畸变校正能力。
14、二、以第一柔性机构作为连接反射镜与堆栈压电陶瓷的力传导中介结构，传递逆压电效应产生的驱动力和预紧结构的预紧力，实现快速调节或恢复反射镜镜面面形功能；将光学结构元件与机电结构组件分开，二者可以分别装配、调试、控制。显著提升变形镜结构的整体集成度，降低装配调试的时间成本，提高了变形镜的制作效率，更容易得到满足要求的面型指标。
15、三、以工形柔性机构作为连接堆栈压电陶瓷与细牙螺纹调节杆的力传导结构，旋转细牙螺纹输出的力会推动工形柔性机构产生形变，从而改变堆栈压电陶瓷的纵向位置。更加细化细牙螺纹导程与纵向输出位移的关系，进行更高分辨率的微调，以使反射镜初始镜面面形达到指标要求。
16、四、便于维修、维护，由于采用上述两种柔性机构，使得变形镜结构模块化，并且为堆栈压电陶瓷提供保护；如发现个别驱动结构单元工作效果不良，可以很方便地拆卸反射镜、更换驱动单元；如反射镜出现划痕、损伤等情况，可以很方便地进行更换，降低了变形镜的生产与维修成本、提高了使用寿命。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，包括片状结构的反射镜，压电陶瓷固定框架及设置在压电陶瓷固定框架内的堆栈压电陶瓷，堆栈压电陶瓷为反射镜变形提供驱动力，作用于堆栈压电陶瓷的柔性调节机构，柔性调节机构可调节堆栈压电陶瓷与反射镜之间的相对位置，使堆栈压电陶瓷靠近或远离反射镜，柔性调节机构通过调节堆栈压电陶瓷的位置，间接作用于反射镜，以调整反射镜的面形。
2.根据权利要求1所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，还包括设置在压电陶瓷固定框架与反射镜非反射面之间的第一柔性机构，第一柔性机构与压电陶瓷固定框架和反射镜固定连接，第一柔性机构可传递堆栈压电陶瓷在逆压电效应下产生的驱动力至反射镜，并在镜面恢复自身形状的过程提供回弹力。
3.根据权利要求2所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，第一柔性机构包括柔性材料制成的底座，设置在底座上的连接部，底座与压电陶瓷固定框架连接，连接部与反射镜连接，堆栈压电陶瓷产生的驱动力直接作用于底座，底座在驱动力的作用下产生形变，使连接部朝反射镜移动，从而使反射镜形变。
4.根据权利
5.根据权利要求4所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，底座为三棱柱形，底座在靠近三个侧面的位置分别开设有贯穿底座两端的柔性槽，柔性槽均单边开放，以形成三个支撑臂。
6.根据权利要求5所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，连接部为自安装部靠近反射镜的一端向反射镜延伸的圆柱结构，连接部靠近反射镜的一端开设有倒角。
7.根据权利要求2所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，压电陶瓷固定框架为圆柱形筒状结构，包括筒身和筒座，筒身和筒座内形成容置并配合堆栈压电陶瓷的腔室，筒身靠近第一柔性结构的一端开设有与腔室连通的通孔。
8.根据权利要求7所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，筒座底部开设有开口，柔性调节机构通过筒座底部的开口作用于堆栈压电陶瓷。
9.根据权利要求8所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，筒座底部开口处设置有柔性材料制成的第二柔性机构，第二柔性机构设置在柔性调节机构和堆栈压电陶瓷之间，柔性调节机构调节产生的作用力通过第二柔性机构传递至堆栈压电陶瓷。
10.根据权利要求9所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，第二柔性机构为固定设置在筒座底部开口处的工形柔性机构。
...【技术特征摘要】
1.一种通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，包括片状结构的反射镜，压电陶瓷固定框架及设置在压电陶瓷固定框架内的堆栈压电陶瓷，堆栈压电陶瓷为反射镜变形提供驱动力，作用于堆栈压电陶瓷的柔性调节机构，柔性调节机构可调节堆栈压电陶瓷与反射镜之间的相对位置，使堆栈压电陶瓷靠近或远离反射镜，柔性调节机构通过调节堆栈压电陶瓷的位置，间接作用于反射镜，以调整反射镜的面形。
2.根据权利要求1所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，还包括设置在压电陶瓷固定框架与反射镜非反射面之间的第一柔性机构，第一柔性机构与压电陶瓷固定框架和反射镜固定连接，第一柔性机构可传递堆栈压电陶瓷在逆压电效应下产生的驱动力至反射镜，并在镜面恢复自身形状的过程提供回弹力。
3.根据权利要求2所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，第一柔性机构包括柔性材料制成的底座，设置在底座上的连接部，底座与压电陶瓷固定框架连接，连接部与反射镜连接，堆栈压电陶瓷产生的驱动力直接作用于底座，底座在驱动力的作用下产生形变，使连接部朝反射镜移动，从而使反射镜形变。
4.根据权利要求3所述的通过柔性机构调节的压电堆栈变形镜，其特征在于，底座包括一体成型的支撑壁和安装部，支撑臂具有三个以上，支撑壁朝外的一端与压电陶瓷固定框架连接，另一端对安装部进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：田大鹏，李博，陈健，张绍泽，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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