自适应光学技术在天文观测、强激光、光束合成、激光通讯和医学检测等领域有着广泛的应用前景。变形镜作为自适应光学系统的核心部件,其微型化是自适应光学系统微型化和集成化的关键。本文系统的分析了各种微小型变形镜的特点和制造技术,并对双压电片变形镜和薄膜变形镜的性能进行了仿真。相比其他变形镜,采用微机电技术加工的变形镜具有体积小、能耗低、成本低、响应快以及可与微电路集成等特点,已成为变形镜技术研究的重要方向。针对微机电变形镜的加工,系统地介绍了常用的加工手段和所使用的各种材料特性,并分析了两种常用的标准化表面微加工技术的特点,考虑成本和研究周期等因素,本文选择Poly Multi User MEMS Processes (PolyMUMPs)技术作为微变形镜的加工工艺。
本文以设计大冲程的微反射镜为主要研究目标,以标准化工艺PolyMUMPs的技术特点和设计规则为基础。根据变形镜的设计要求,分析了刻蚀孔、表面粗糙度、透印效应以及材料残余的应力对于反射镜面性能的影响,基于平行板驱动器模型分析了PolyMUMPs工艺对提高冲程的局限性,首次提出了两种可以实现大冲程驱动器结构,同时在工艺允许的范围内尽量满足降低控制电...
【英文摘要】
Adaptive Optics (AO) has potential applications in many fields such as astronomical telescope, high energy laser, light beam combination, laser communication and medical ophthalmic detection. Miniaturized deformable mirror (DM) plays a key role in adaptive optics miniaturization and integration, as DM is one of key conponents in an AO system. This dissertation analysises the properties and fabrication techniques of various small DMs, and simulates the performances of bimorph DM and membrane DM. Compared wit...
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