宁波大学 机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211
为提高变形镜的热稳定性, 提出一种用正电压边缘驱动的双压电片变形镜, 通过环形电极产生整体离焦偏置, 分立电极校正波前像差, 只用正向电压即可实现镜面双向变形, 且此变形镜结构对称受热应力影响小.制备变形镜样机并进行测试, 测试结果表明: 初始镜面展平后残余误差小于λ/30(λ=1 064 nm); 精确重构了典型低阶Zernike多项式像差, 像散、离焦、三叶草和彗差像差的重构幅值分别达到11.1 μm、9.7 μm、5.7 μm和4.2 μm, 归一化残余误差分别为1.0%、1.0%、3.3%、6.0%; 此外, 实验生成了新型无衍射艾里光束, 并显示出优异的重构性能.
自适应光学 双压电片变形镜 正电压 热变形 艾里光束 Adaptive optics Bimorph piezoelectric deformable mirror Positive voltage Thermal deformation Airy beam
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为了提高变形镜生成的贝塞尔光束的质量,探究其影响因素,研究了变形镜致动器环数以及光束入射角对贝塞尔光束质量的影响。当致动器环数从3环增大到5环时,变形镜重构的10 μm幅值锥形相位的残差方均根从70 nm降低到26 nm,降低了变形镜圆顶角对光束质量的影响,所生成的贝塞尔光束轴向光强分布更接近理想分布,证明提高变形镜致动器环数可有效提高贝塞尔光束的质量。另外,采用入射角分别为15°、30°、45°的光束生成贝塞尔光束,实验结果表明,所生成的贝塞尔光束质量均较高,且不受光束入射角影响。本研究可为变形镜生成高质量贝塞尔光束提供参考,有利于其应用。
物理光学 贝塞尔光束 变形镜 光束质量 自适应光学
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对具有迟滞补偿的单压电变形镜的闭环校正性能进行了研究。提出了基于Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型的变形镜闭环控制算法,搭建了基于哈特曼波前传感器的自适应光学测试平台,分别进行了静态像差和动态像差的闭环校正实验。实验结果表明:在静态像差的闭环校正中,迟滞消除算法比未消除算法具有更快的校正速度;对于波前像差均方根的平均值为168 nm的动态像差,校正后的残差从消除前的33 nm降低到校正后的25 nm,证明了所提算法可有效应用于压电变形镜自适应光学系统。
自适应光学 迟滞非线性 Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型 单压电变形镜 闭环校正
