荷兰OKO薄膜变形镜,MMDM变形镜、PDM变形镜、波前传感器自适应光學(xué)器件

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荷兰OKO薄膜变形镜,MMDM变形镜、PDM变形镜、波前传感器自适应光學(xué)器件

荷兰OKO薄膜变形镜,MMDM变形镜、PDM变形镜、波前传感器自适应光學(xué)器件

17-ch 15-mm micromachined membrane DM with tip-tilt stage
37-ch 15-mm micromachined membrane DM
1-channel 10-mm micromachined membrane DM (focusator)
39-ch 30-mm micromachined membrane DM
79-ch 30-mm micromachined membrane DM
37-ch 30-mm piezoelectric DM
19(18)-ch 30mm piezoelectric DM optimized for correction of low-order aberrations
109-ch 50-mm piezoelectric DM
79-ch 50-mm piezoelectric PDM
19-ch linear micromachined DM for ultrafast optics
17 (central)+2-ch linear micromachined DM for ultrafast optics
39-ch linear micromachined DM for ultrafast optics
20-ch linear piezoelectric DM for ultrafast optics
Electromagnetic tip-tilt mirror (extreamly low-cost)
Piezoelectric tip-tilt mirror
Low-cost tip-tilt mirror
96-channel 1 inch membrane DM with embedded electronics
39(38)-channel 50mm PDM optimized for correction of low-order aberrations
AOS with a 37-ch 30-mm piezoelectric DM
AOS with a 50-mm 79-ch piezoelectric DM
AOS with 79-ch 50-mm micromachined membrane DM
AOS with 20-ch linear piezoelectric DM for ultrafast optics
AOS with 50-mm 39-ch low-order optimized piezoelectric PDM
Breadboard AOS with a 37-ch 30-mm piezoelectric DM
Breadboard AOS with a 15-mm 17-ch membrane DM
Breadboard AOS with a 50-mm 109-ch piezoelectric DM
Standard Shack-Hartmann sensor (UI-1540, hex-127, pitch=0.3mm, F=18mm)
Standard Shack-Hartmann sensor (UI-1540, orthogonal MLA, pitch=0.15mm, F=10mm)
Standard Shack-Hartmann sensor (UI-3370, orthogonal MLA, pitch=0.3mm, F=18mm)
High Voltage Bipolar Amplifier
USB DAC 40
Ethernet DAC 40
High Voltage Amplifier
20-channel HV amplifier board
A4MEMS 3-ch High-Voltage amplifier

38通道 50mm口径压電(diàn)变形镜(PDM)

荷兰OKO薄膜变形镜,MMDM变形镜、PDM变形镜、Shack-Hartmann波前传感器等自适应光學(xué)器件

荷兰OKO公司38通道50mm口径压電(diàn)变形镜(PDM)。该变形镜包含38个柱状压電(diàn)执行器。这些执行器底部固定在基座上,顶部与镜面连接固定。镜面涂有(yǒu)反射层,可(kě)产生较高的反射率。镜面形状由执行器的控制電(diàn)压来决定。变形镜外壳背面有(yǒu)一个圆形开口,可(kě)以让残余激光穿过变形镜而不影响设备内部正常使用(yòng)。

该装置可(kě)用(yòng)于激光、望遠(yuǎn)镜、眼科(kē)學(xué)、显微镜和一般成像光學(xué)中的光學(xué)像差(如离焦、像散、彗差等)快速动态校正。

该变形镜初始面形為(wèi)略微弯曲的球面。这个弯曲球面是由镜面涂层中的应力引起的。它不会影响镜面的参数,但是,在将变形镜并入光學(xué)系统时应予以考虑。当系统闭环运行时,可(kě)通过主动“校平”消除该初始面形,使该变形镜面形变成一个平面或任意曲面。

由于执行器的迟滞效应,在PDM使用(yòng)过程中,初始像差可(kě)能(néng)会发生变化并与参考球面的偏差更大。这种偏差是执行器的响应函数叠加的缘故,在闭环控制的系统中基本无影响,但可(kě)能(néng)会略微降低校正范围。

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79通道微机械 薄膜变形镜 (MMDM 30mm)

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荷兰OKO公司推出了一款微机械薄膜变形镜(MMDM),具有(yǒu) 79 通道,镜面直径為(wèi)30mm 。具有(yǒu)新(xīn)颖的致动器几何形状,可(kě)以准确地近似多(duō)个低阶Zernike模式,达到优异的波前校正效果。
这款变形镜可(kě)以连接 2 个 USB 或以太网DAC模块,能(néng)同时被 2 个40通道高压放大单元进行驱动。

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微机械薄膜变形镜(MMDM)

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薄膜变形镜一般采用(yòng)金属薄膜作為(wèi)镜面材料,通过微机械加工(MEMS)工艺制成,因此又(yòu)称MEMS变形镜。

薄膜的边缘固定在周围的框架结构上,薄膜下方有(yǒu)控制電(diàn)极。
薄膜一般具有(yǒu)多(duō)层结构,主要包括電(diàn)介质层(dielectic stack)、金属层(metal)、氮化硅层(Silicon nitride)等。厚度一般為(wèi)0.5~10微米,直径為(wèi)5~50毫米。

工作原理(lǐ):

当在薄膜下方的電(diàn)极上施加電(diàn)压时,電(diàn)极和薄膜之间产生静電(diàn)吸引(eletrostatic attraction),从而导致薄膜发生形变。

如果在所有(yǒu)的電(diàn)极上施加相同的電(diàn)压,则薄膜会产生球形的形变(球形凹陷)。

在不同的電(diàn)极上施加不同電(diàn)压(即不同的電(diàn)压组合),则可(kě)以使薄膜产生不同的形变。

偏置控制(双向变形):

由于電(diàn)极与薄膜之间只存在吸引力而不能(néng)产生排斥力,因此薄膜只能(néng)朝着電(diàn)极的方向产生形变(即凹面形变),而不能(néng)产生凸面形变。

在实际使用(yòng)过程中,為(wèi)了使薄膜产生双向变形(能(néng)凹能(néng)凸),通常在校准光路的时候给变形镜先施加一个偏置電(diàn)压(如下图所示),使变形镜产生偏置形变,这样变形镜就可(kě)以此為(wèi)基础产生凹凸变形。

控制精度:

薄膜变形镜不存在磁滞效应,形变重复性较好。

根据控制電(diàn)压和形变之间的定量关系,可(kě)以实现镜面形变的高精度控制,可(kě)用(yòng)于前馈控制系统(无反馈控制)。

電(diàn)功耗:

由于薄膜变形镜仅靠静電(diàn)吸引产生形变,驱动電(diàn)流极小(xiǎo),因此虽然驱动電(diàn)压达到上百伏,但消耗的電(diàn)功率较低。

实验中曾测量到40通道的MMDM在工作模式下功耗不超过1W。

 

压電(diàn)陶瓷变形镜(PDM)

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压電(diàn)变形镜主要利用(yòng)压電(diàn)执行器的伸缩带动镜面产生形变。镜片一般由玻璃、石英或者硅制成,镜面镀以金属,镜片与下方的压電(diàn)执行器通过粘合剂固定。通过改变压電(diàn)执行器阵列的電(diàn)压组合,可(kě)以使镜面产生不同的形变。
OKO公司生产的压電(diàn)变形镜的执行器间距最小(xiǎo)為(wèi)4.3mm,镜面最大形变(maximum stroke)6微米,执行器间形变量在1-3微米之间,滞环在7%-15%范围内。由于压電(diàn)执行器能(néng)产生较大的形变,因此压電(diàn)变形镜可(kě)用(yòng)于校正高阶、大幅度的波前畸变,并且执行器数量可(kě)以进行较大规模拓展。
在变形镜(DM)下方分(fēn)布一定数量的执行器,执行器的上下运动,变形镜(DM)表面产生连续形变,从而对波前实时校正。
PDM很(hěn)容易与OKO 的FrontSurfer波前传感器集成成一个完整的闭环自适应光學(xué)系统,帧频為(wèi)15至100 Hz。
对于激光光束的直接优化,DM可(kě)以与BeamTuner优化控制器相结合,由优化软件和焦斑(亮度)传感器组成。

应用(yòng)包括光學(xué)像差的动态校正在高功率激光,天文(wén)和成像系统。

37(19)个压電(diàn)支柱驱动器

反射镜面涂覆AI层

驱动器最大電(diàn)压400V

初始镜面值RMS<0.9μm

用(yòng)于低阶光學(xué)像差的快速动态校正

 

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