强激光与粒子束
2023, 35(10): 101007
在自适应光学波前校正过程中, 变形镜驱动器在交变电场的长期循环作用下会产生疲劳效应.根据自适应光学控制系统的误差传递函数和开环传递函数, 结合压电陶瓷驱动器的疲劳特性, 分析了压电陶瓷驱动器在产生疲劳后对变形镜延时、校正带宽和系统稳定性的影响.结果表明, 对于同一种压电陶瓷, 其压电性能、介电性能及机电耦合性能均随着循环次数的增加而下降, 其中机电耦合性能对变形镜延时影响最大.在变形镜校正畸变波前过程中, 压电陶瓷驱动器的循环使用次数越多, 变形镜延时越长, 其校正得到的误差抑制带宽和开环带宽越小, 而相位裕度变化范围表现出缓慢增大的趋势, 系统的稳定性也随之变差.
自适应光学 变形镜 压电陶瓷 疲劳特性 校正带宽 Adaptive optics Deformable mirror Piezoelectric ceramic Fatigue characteristics Correction bandwidth
基于变形镜(DM)的影响函数,采用有限元方法对波前校正过程进行了数值模拟,分析了压电陶瓷(PZT)驱动器的疲劳特性对变形镜校正能力的影响。研究结果表明,在压电陶瓷驱动器产生疲劳后,变形镜校正能力下降。待校正畸变波前的峰谷值越大或空间高频成分比例越高,变形镜在驱动器疲劳后的校正能力下降得越明显,且受前者影响更大。
光学器件 疲劳特性 有限元分析 压电陶瓷 光束质量 校正能力