CN108627972A - 悬臂式横向压电驱动变形镜及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬臂式横向压电驱动变形镜，变形镜包括横向壳套、压电驱动器、反射镜和接电组件，压电驱动器包括中间圆盘以及沿中间圆盘外周壁均匀布置的多个弧形悬臂，反射镜粘接在中间圆盘上，压电驱动器的中间圆盘与横向壳套内孔同心并通过各弧形悬臂的自由端固定于横向壳套的一端，接电组件安装在横向壳套的另一端并通过导线与中间圆盘以及各弧形悬臂连接。该变形镜的装配方法：S1、将驱动器中间圆盘与反射镜的中心对齐并通过环氧树脂胶进行粘接；S2、将中间圆盘与横向壳套内孔同心并固定；S3、将接电组件安装在横向壳套另一端。该变形镜结构简单、制作安装方便、可有效提升变形行程及产生俯仰倾斜像差，其装配方法简单且方便。

Description

悬臂式横向压电驱动变形镜及其装配方法

技术领域

本发明属于光学自适应光学***的波前校正领域，具体涉及一种悬臂式横向压电驱动变形镜及其装配方法，其用于校正激光器等光学***的波前像差。

背景技术

应用广泛的横向压电变形镜是自适应光学***的核心器件。其构造包含压电陶瓷驱动器、反射镜片、支撑夹具、相关电路等。这些结构对变形镜的性能都有一定的影响，进而影响自适应***的实用性。其中，压电驱动器电极的空间分布对校正像差的能力有很大的影响，镜片的厚度以及驱动器的厚度对变形行程有影响，驱动器、镜片的结构以及支撑方式对变形镜的谐振频率、稳定性等均有影响。

常见的横向压电变形镜其装夹方式都是对镜片进行粘接固定，这种方式限制了变形行程的提升。更重要的一个问题是，受制于区域电极的空间分布以及驱动器的结构形式，目前的变形镜多数都只能产生Zernike多项式中的第3项以上的像差。第一、二项的倾斜俯仰像差则是通过在光路中增加倾斜镜来进行校正，提高了成本，使得光路变得更加复杂。一些变形镜虽然能够产生倾斜像差，但结构件过多，降低了变形镜的稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制作安装方便、可有效提升变形行程，产生俯仰倾斜像差的悬臂式横向压电驱动变形镜。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种悬臂式横向压电驱动变形镜，包括横向壳套、压电驱动器、反射镜和接电组件，所述压电驱动器包括中间圆盘以及沿中间圆盘外周壁均匀布置的多个弧形悬臂，所述反射镜粘接在所述中间圆盘上，所述压电驱动器的中间圆盘与横向壳套内孔同心并通过各弧形悬臂的自由端固定于横向壳套的一端，所述接电组件安装在横向壳套的另一端并通过导线与中间圆盘以及各弧形悬臂连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

各所述弧形悬臂的自由端通过调节组件与横向壳套连接。

所述调节组件包括调节螺栓和调节螺母，各所述弧形悬臂的自由端设有通孔，所述调节螺栓穿过通孔和横向壳套的端部后与调节螺母螺纹连接。

所述接电组件包括电路板和接线板，所述电路板可拆卸式安装在所述横向壳套端部并通过导线与所述中间圆盘以及各所述弧形悬臂连接，所述接线板套装于所述横向壳套内孔并开设有供所述导线穿过的引线孔。

所述电路板外端面装设有用于连通电源的插头。

所述电路板于外周沿通过多个锁紧螺栓固定在所述横向壳套端部。

所述中间圆盘朝向所述横向壳套的一面设有扇形区域电极，所述反射镜粘接于中间圆盘另一面，各所述弧形悬臂朝向横向壳套的一面设有悬臂电极，其另一面设有接地电极，所述扇形区域电极、各所述悬臂电极以及接地电极分别通过导线与所述接电组件连接。

所述横向壳套连接于压电驱动器的一端可拆卸式装设有用于封盖所述反射镜的镜盖。

一种上述的悬臂式横向压电驱动变形镜的装配方法，包括以下步骤：

S1：将压电驱动器的中间圆盘与反射镜的中心对齐并通过环氧树脂胶进行粘接构成层结构部件，并将中间圆盘及弧形悬臂分别与导线焊接；

S2：将所述层结构部件的压电驱动器的中间圆盘与所述横向壳套内孔同心并通过压电驱动器的弧形悬臂固定于所述横向壳套的一端；

S3：将与所述层结构部件焊接的各导线的另一端分别与接电组件焊接，再将接电组件安装在所述横向壳套另一端；

S4：将接电组件连通电源。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的悬臂式横向压电驱动变形镜包括横向壳套、压电驱动器、反射镜和接电组件，压电驱动器包括中间圆盘以及沿中间圆盘外周壁均匀布置的多个弧形悬臂，反射镜粘接在中间圆盘上，压电驱动器的中间圆盘与横向壳套内孔同心并通过各弧形悬臂的自由端固定于横向壳套的一端，接电组件安装在横向壳套的另一端并通过导线与中间圆盘以及各弧形悬臂连接。首先，使用时，接电组件接通外部电源，为压电驱动器提供驱动用电，压电驱动器的弧形悬臂发生相应动作，带动中间圆盘产生倾斜，从而能够使中间圆盘上的反射镜产生俯仰倾斜，以致变形镜能够产生俯仰倾斜像差；其次，弧形悬臂的结构特点，能够有效提升变形镜变形行程；并且，中间圆盘上的扇形电极可有效校正多阶Zernike像差；最后，本变形镜结构简单、制作安装方便。本发明悬臂式横向压电驱动变形镜的装配方法，安装简单且方便。

附图说明

图1是本发明悬臂式横向压电驱动变形镜的断面结构示意图。

图2是本发明悬臂式横向压电驱动变形镜的第一视角的立体结构示意图。

图3是本发明悬臂式横向压电驱动变形镜的第二视角的立体结构示意图。

图4是本发明悬臂式横向压电驱动变形镜中压电驱动器的第一视角的结构示意图。

图5是本发明悬臂式横向压电驱动变形镜中压电驱动器的第二视角的结构示意图。

图中各标号表示：

1、横向壳套；2、压电驱动器；21、中间圆盘；211、扇形区域电极；22、弧形悬臂；221、通孔；222、悬臂电极；223、接地电极；3、反射镜；4、接电组件；41、电路板；411、插头；42、接线板；421、引线孔；5、调节组件；51、调节螺栓；52、调节螺母；6、锁紧螺栓；7、镜盖。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图5示出了本实施例的悬臂式横向压电驱动变形镜，包括横向壳套1、压电驱动器2、反射镜3和接电组件4，压电驱动器2包括中间圆盘21以及沿中间圆盘21外周壁均匀布置的三个弧形悬臂22，反射镜3粘接在中间圆盘21上，压电驱动器2的中间圆盘21与横向壳套1内孔同心并通过各弧形悬臂22的自由端固定于横向壳套1的一端，接电组件4安装在横向壳套1的另一端并通过导线与中间圆盘21以及各弧形悬臂22连接。该结构中，反射镜3粘接在压电驱动器2的中间圆盘21上，压电驱动器2的中间圆盘21沿其外周壁均匀布置有三个弧形悬臂22，压电驱动器2的中间圆盘21与横向壳套1内孔同心并通过压电驱动器2的各弧形悬臂22的自由端固定于横向壳套1的一端。使用时，接电组件4连通外部电源，连通外部电源的接电组件4为压电驱动器2提供驱动用电，压电驱动器2的各弧形悬臂22发生相应动作，如一个弧形悬臂22保持不动，其它两个弧形悬臂22发生动作，带动中间圆盘21产生倾斜或者倾斜加大或者倾斜减小，从而使中间圆盘21上的反射镜3产生俯仰倾斜，以此使变形镜能够产生俯仰倾斜像差；弧形悬臂22的变动弧度较大，通过各弧形悬臂22相应配合，能够有效提升变形镜变形行程；中间圆盘21的扇形电极211的组合可产生多阶Zernike像差形式；由于增加了俯仰倾斜像差的功能，降低了变形镜的结构复杂度以及工艺难度，增大了变形镜上的各电极影响函数的变形量及反射镜3的变形行程，使得变形镜的结构简单、制作安装方便。

本实施例中，各弧形悬臂22的自由端通过调节组件5与横向壳套1连接。该结构中，弧形悬臂22与横向壳套1之间的调节组件5可调节弧形悬臂22与横向壳套1连接的松紧程度，以致调节中间圆盘21上反射镜3相对横向壳套1的倾角或者距离。

本实施例中，调节组件5包括调节螺栓51和调节螺母52，三个弧形悬臂22的自由端均设有通孔221，调节螺栓51和调节螺母52的数量与三个弧形悬臂22的通孔221总数相同即为三套，各调节螺栓51穿过相应通孔221和横向壳套1的端部后与相应调节螺母52螺纹连接。该结构中，压电驱动器2的三个弧形悬臂22与横向壳套1之间通过三个调节螺栓51和三个调节螺母52固定，三个调节螺栓51分别穿过三个弧形悬臂22的通孔221和横向壳套1的端部后分别与相应的调节螺母52螺纹连接，以此连接弧形悬臂22与横向壳套1，可调节调节螺栓51与调节螺母52的紧固程度来调节各弧形悬臂22与横向壳套1的紧固程度。

本实施例中，接电组件4包括电路板41和接线板42，电路板41可拆卸式安装在横向壳套1端部并通过导线与中间圆盘21以及各弧形悬臂22连接，接线板42套装于横向壳套1内孔并开设有供导线穿过的引线孔421。该结构中，电路板4通过导线与中间圆盘21以及各弧形悬臂22连接，电路板4用于满足压电驱动器2中各驱动部位或其它部位的电路需求，并为压电驱动器2各所需部位提供相应电力；电路板41可拆卸式安装在横向壳套1端部，便于电路板41的拆卸以及各导线的检修或者更换，更便于整体各部件的配合安装。

本实施例中，电路板41外端面装设有用于连通电源的插头411。该结构中，电路板41的插头411用于连通外部电源，为电路板41及压电驱动器2提供电力。

本实施例中，电路板41于外周沿通过六个锁紧螺栓6固定在横向壳套1端部。该结构中，电路板41通过选用普通的锁紧螺栓6固定连接在横向壳套1端部，即能达到固定效果，也能降低所需生产成本。

本实施例中，中间圆盘21朝向横向壳套1的一面设有扇形区域电极211，反射镜3粘接于中间圆盘21另一面，各弧形悬臂22朝向横向壳套1的一面设有悬臂电极222，其另一面设有接地电极223，扇形区域电极211、各悬臂电极222以及接地电极223分别通过导线与接电组件4连接。该结构中，压电驱动器2的中间圆盘21的扇形区域电极211和各弧形悬臂22的悬臂电极222分别通过导线穿过接线板42的引线孔421与接电组件4的电路板41的相应电极连接，更好地实现压电驱动器2的线路排布，使悬臂式横向压电驱动变形镜达到更稳定的性能。

本实施例中，横向壳套1连接于压电驱动器2的一端可拆卸式装设有用于封盖反射镜3的镜盖7。该结构中，横向壳套1连接于压电驱动器2的一端装设有镜盖7，镜盖7用于封盖反射镜3，防止反射镜3受到外部环境污染，该镜盖7可拆卸式的安装在横向壳套1上，便于反射镜3和压电驱动器2的安装或者更换。

一种上述的悬臂式横向压电驱动变形镜的装配方法，包括以下步骤：

S1：将压电驱动器2的中间圆盘21与反射镜3的中心对齐并通过环氧树脂胶进行粘接构成层结构部件，并将中间圆盘21及弧形悬臂22分别与导线焊接；

S2：将层结构部件的压电驱动器2的中间圆盘21与横向壳套1内孔同心并通过压电驱动器2的弧形悬臂22固定于横向壳套1的一端；

S3：将与层结构部件焊接的各导线的另一端分别与接电组件4焊接，再将接电组件4安装在横向壳套1另一端；

S4：将接电组件4连通电源。

该悬臂式横向压电驱动变形镜的装配方法，首先，压电驱动器2与反射镜3粘接构成层结构部件，粘接有反射镜3的压电驱动器2再安装固定于横向壳套1的一端，接电组件4通过导线连通压电驱动器2，再安装于横向壳套1的另一端，且各部分安装方式均可选择可拆卸式安装，使得各部件安装简单又方便，同时，各部件的拆换也简单且方便。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：包括横向壳套（1）、压电驱动器（2）、反射镜（3）和接电组件（4），所述压电驱动器（2）包括中间圆盘（21）以及沿中间圆盘（21）外周壁均匀布置的多个弧形悬臂（22），所述反射镜（3）粘接在所述中间圆盘（21）上，所述压电驱动器（2）的中间圆盘（21）与横向壳套（1）内孔同心并通过各弧形悬臂（22）的自由端固定于横向壳套（1）的一端，所述接电组件（4）安装在横向壳套（1）的另一端并通过导线与中间圆盘（21）以及各弧形悬臂（22）连接。

2.根据权利要求1所述的悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：各所述弧形悬臂

（22）的自由端通过调节组件（5）与横向壳套（1）连接。

3.根据权利要求2所述的悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：所述调节组件（5）包括调节螺栓（51）和调节螺母（52），各所述弧形悬臂（22）的自由端设有通孔（221），所述调节螺栓（51）穿过通孔（221）和横向壳套（1）的端部后与调节螺母（52）螺纹连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：所述接电组件（4）包括电路板（41）和接线板（42），所述电路板（41）可拆卸式安装在所述横向壳套（1）端部并通过导线与所述中间圆盘（21）以及各所述弧形悬臂（22）连接，所述接线板（42）套装于所述横向壳套（1）内孔并开设有供所述导线穿过的引线孔（421）。

5.根据权利要求4所述的悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：所述电路板（41）外端面装设有用于连通电源的插头（411）。

6.根据权利要求5所述的悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：所述电路板（41）于外周沿通过多个锁紧螺栓（6）固定在所述横向壳套（1）端部。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：所述中间圆盘（21）朝向所述横向壳套（1）的一面设有扇形区域电极（211），所述反射镜（3）粘接于中间圆盘（21）另一面，各所述弧形悬臂（22）朝向横向壳套（1）的一面设有悬臂电极（222），其另一面设有接地电极（223），所述扇形区域电极（211）、各所述悬臂电极（222）以及接地电极（223）分别通过导线与所述接电组件（4）连接。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的悬臂式横向压电驱动变形镜，其特征在于：所述横向壳套（1）连接于压电驱动器（2）的一端可拆卸式装设有用于封盖所述反射镜（3）的镜盖（7）。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的悬臂式横向压电驱动变形镜的装配方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将压电驱动器（2）的中间圆盘（21）与反射镜（3）的中心对齐并通过环氧树脂胶进行粘接构成层结构部件，并将中间圆盘（21）及弧形悬臂（22）分别与导线焊接；

S2：将所述层结构部件的压电驱动器（2）的中间圆盘（21）与所述横向壳套（1）内孔同心并通过压电驱动器（2）的弧形悬臂（22）固定于所述横向壳套（1）的一端；

S3：将与所述层结构部件焊接的各导线的另一端分别与接电组件（4）焊接，再将接电组件（4）安装在所述横向壳套（1）另一端；

S4：将接电组件（4）连通电源。