OKO變形鏡MMDM 15-37是一款直徑為15毫米、由37個執(zhí)行器控制的微機械薄膜變形鏡。
MMDM 15-37采用金屬薄膜作為鏡面材料,通過微機械加工(MEMS)工藝制成。薄膜的邊緣固定在周圍的框架結構上,下方有控制電極陣列。薄膜一般具有多層結構,包括電介質層、金屬層、氮化硅層等,厚度一般為0.5~10微米。
當在薄膜下方的電極上施加電壓時,電極和薄膜之間產(chǎn)生靜電吸引,導致薄膜發(fā)生形變。通過在不同電極上施加不同電壓(即不同的電壓組合),可以使薄膜產(chǎn)生不同的形變,從而實現(xiàn)對波前的動態(tài)校正。
OKO變形鏡MMDM(微機械薄膜變形鏡)是采用MEMS工藝制造的靜電驅動連續(xù)鏡面變形鏡,具有體積小、重量輕、功耗低、光學質量高、校正范圍大、響應速度快、集成度高等特點,廣泛應用于激光光束控制、腔內激光控制、實時大氣校正、全息、光通信等領域。
體積小巧輕盈:MMDM 15-37體積小巧,重量僅為140克,便于集成到各種光學系統(tǒng)中。
功耗極低:由于僅靠靜電吸引產(chǎn)生形變,驅動電流極小,因此雖然驅動電壓達到上百伏,但消耗的電功率較低。實驗中曾測量到40通道的MMDM在工作模式下功耗不超過1W,MMDM 15-37的功耗同樣可忽略不計。
光學質量高:初始面形RMS偏差小于0.45微米(也有說法為小于9納米,在10毫米孔徑內),表面非常光滑,散射可以忽略不計。能夠很好地擬合波前畸變曲面,對波前畸變進行校正。
大校正范圍:總波前變形高達25微米,可以校正幅度高達3微米的Zernike 3階和5階像差,79通道的MMDM甚至可以糾正所有5階的Zernike像差。
可承載高功率激光:鏡面采用了金屬和金屬介電涂層,可承載功率高達1kW的高能激光。
零遲滯:MMDM 15-37不存在滯環(huán)(即hysteresis,又稱滯洄、磁滯效應),形變重復性較好。根據(jù)控制電壓和形變之間的定量關系,可以實現(xiàn)鏡面形變的高精度控制,可用于前饋控制系統(tǒng)(無反饋控制)。
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產(chǎn)地 |
荷蘭 |
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光孔形狀 |
接近圓形。 |
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光孔尺寸 |
直徑15毫米。 |
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鍍膜材料 |
金屬或金屬+電介質。 |
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執(zhí)行器數(shù)目 |
37個。 |
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控制電壓 |
0~300V。 |
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初始面形RMS偏差 |
小于0.45微米,也有說法為小于9納米(在10毫米孔徑內),表明其初始面形非常平整,光學質量高。 |
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初始波前畸變 |
1.5個條紋@633nm,說明其初始波前質量較好。 |
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反射率 |
在可見光波段大于89%,部分資料提到反射率可優(yōu)化至更高水平,如99%的1060nm高反膜或550~1000nm(中心波長800nm)反射率98%的超寬帶金屬/電介質膜。 |
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表面缺陷 |
鏡面中心區(qū)域表面缺陷少于2處,確保光束質量不受明顯影響。 |
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變形鏡中心max變形量 |
10微米,可實現(xiàn)較大幅度的波前校正。 |
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總波前變形范圍 |
高達25微米,能夠校正幅度較大的波前畸變。 |
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單個執(zhí)行器max形變量 |
至少達到1000nm~1300nm,確保每個執(zhí)行器都能有效貢獻形變。 |
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重量 |
140克,體積小巧輕盈,便于集成。 |
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厚度 |
薄膜厚度一般為0.5~10微米,具體取決于技術實現(xiàn)。 |
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功耗 |
極低,實驗中曾測量到40通道的MMDM在工作模式下功耗不超過1W,MMDM 15-37的功耗同樣可忽略不計。 |
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熱管理 |
鏡面采用了金屬和金屬介電涂層,可承載功率高達1kW的高能激光,部分資料提到通過特殊設計可承受600W連續(xù)激光。 |
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零遲滯 |
不存在滯環(huán),形變重復性較好,可根據(jù)控制電壓和形變之間的定量關系實現(xiàn)高精度控制。 |
激光系統(tǒng):MMDM 15-37可用于激光束的動態(tài)波前校正,提高激光束的質量和聚焦能力。在激光加工、激光通信等領域有廣泛應用。
望遠鏡系統(tǒng):在天文望遠鏡中,MMDM 15-37可以校正大氣擾動引起的波前畸變,提高成像分辨率和清晰度。
眼科設備:在眼科自適應光學系統(tǒng)中,MMDM 15-37可用于校正人眼像差,提高視網(wǎng)膜成像質量,為眼科疾病的診斷和治療提供有力支持。
顯示器和成像光學:MMDM 15-37還可用于顯示器和成像光學中的低階光學像差(如散焦、像散、彗差等)的快速動態(tài)校正,提高成像質量和顯示效果。