KR100882832B1 - Device compensating concave wavefront deformation of a membrane deformable mirror using a curvature adjustable mirror - Google Patents
Device compensating concave wavefront deformation of a membrane deformable mirror using a curvature adjustable mirror Download PDFInfo
- Publication number
- KR100882832B1 KR100882832B1 KR1020070110113A KR20070110113A KR100882832B1 KR 100882832 B1 KR100882832 B1 KR 100882832B1 KR 1020070110113 A KR1020070110113 A KR 1020070110113A KR 20070110113 A KR20070110113 A KR 20070110113A KR 100882832 B1 KR100882832 B1 KR 100882832B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mirror
- thin film
- curvature
- deformation
- film deformation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
- G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 곡률조절거울을 이용한 박막변형거울의 파면 보정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적응광학에서 파면보상장치로 사용되는 박막변형거울의 바이어스 전압에 의한 파면 왜곡을 곡률조절거울을 사용하여 보정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wavefront correcting device for a thin film deformation mirror using a curvature adjusting mirror, and more specifically, a wave front distortion caused by a bias voltage of a thin film deformation mirror used as a wavefront compensation device in adaptive optics using a curvature adjusting mirror. It relates to a device to calibrate.
천체망원경으로 별을 관찰할 시에, 혹은 대기층에 의해 빛이 반사되는 현상으로 파면에 왜곡이 생기면 수차가 발생한다. 파면은 파동이 전파될 때, 같은 시각에 같은 위상을 나타내는 점의 연결로 이루어지는 면을 의미하고, 수차(收差)는 물체가 렌즈나 반사경에 의해서 상을 맺을 때, 광선이 한 점에 모이지 않아 상이 흐려지거나 굽거나 비뚤어지거나 하는 현상을 의미한다.Aberrations occur when observing stars with astronomical telescopes or when the wavefront is distorted due to the reflection of light by the atmospheric layer. A wavefront means a plane consisting of a connection of points that show the same phase at the same time when the wave propagates, and aberration means that when an object forms an image by a lens or a reflector, rays do not gather at a point. The image is blurred, bent or skewed.
적응광학(Adaptive Optics)은 천문학에서 고안된 기술로 천체 망원경 또는 위성 인식 망원경으로부터 영상 획득시 대기의 난류현상에 의해 발생하는 파면 왜곡을 보상하고 고품질의 영상을 획득하기 위해 주로 사용되는 것으로, 최근에는 국방, 의료, 레이저 산업 등에서 그 활용이 증대되고 있다. Adaptive Optics is a technique devised in astronomy, which is mainly used for compensating wavefront distortion caused by atmospheric turbulence when acquiring images from astronomical or satellite recognition telescopes and obtaining high quality images. Its use is increasing in the medical, medical and laser industries.
예를 들어, 지상에서 하늘의 별이나 위성을 관측할 경우 대기 유동에 의한 굴절률 변화로 인하여 지상의 관측자는 하늘의 별이나 위성을 뚜렷이 관측할 수 없는데, 적응광학 시스템을 사용하면 대기 유동에 의한 굴절률 변화로 인한 광의 파면 왜곡을 측정하고 이를 보정함으로써 지상에서도 하늘의 별이나 위성을 뚜렷이 관측할 수 있는 것이다.For example, when observing a star or satellite in the ground, the observer on the ground cannot observe the star or satellite clearly because of the change in the refractive index caused by atmospheric flow. By measuring and correcting the wavefront distortion of light due to the change, it is possible to clearly observe the stars and satellites of the sky from the ground.
또한, 고출력레이저를 이용하여 전자부품이나 반도체, 철판 등에 대해 정밀 절단이나 용접 등을 수행할 때, 레이저 공진기 내부에서 발생되는 레이저빔은 발생되는 공진기 내부의 열적 특성의 변화로 인하여 레이저빔의 파면이 왜곡되어 출력특성이 나빠지게 된다. 이러한 정밀 용접 및 절단 시스템에도 적응광학 시스템을 적용하면 레이저빔의 파면 왜곡을 측정하고 이를 보정함으로써 시스템의 절단 및 용접 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.In addition, when performing precision cutting or welding of electronic parts, semiconductors, steel plates, etc. using a high-output laser, the laser beam generated inside the laser resonator may have a wavefront of the laser beam due to a change in thermal characteristics of the generated resonator. It is distorted, resulting in poor output characteristics. Applying the adaptive optical system to such a precision welding and cutting system can improve the cutting and welding performance of the system by measuring and correcting the wavefront distortion of the laser beam.
적응광학의 원리는 왜곡된 광파면을 보상하기 위해 왜곡된 파면의 위상차가 상쇄되도록 파면이 반사되는 경면을 변형시키는 것이다. The principle of adaptive optics is to modify the mirror surface on which the wavefront is reflected so as to cancel the phase difference of the distorted wavefront to compensate for the distorted optical wavefront.
따라서, 적응광학에서 파면보상장치인 변형거울은 매우 중요한 역할을 하며, 그 중 박막변형거울은 그 변형 및 응답 성능이 좋고, 또한 제작비용에 대한 부담이 적어 점차 활용이 증대되고 있는 추세이다.Therefore, the deformation mirror which is a wavefront compensation device in adaptive optics plays a very important role. Among them, the thin film deformation mirror has a good deformation and response performance, and also has a small burden on manufacturing cost.
박막변형거울의 구성은 알루미늄과 같은 전도성이 있는 광학 반사물질을 코팅한 박막과 그 뒷면에 위치한 수많은 전극으로 이루어져 있는 것으로, 각각의 전극에 전압을 가함으로써 왜곡된 파면을 상쇄시키도록 전기력이 발생하며 이 힘에 의해 경면이 변형되는 것이다. The thin film deformation mirror consists of a thin film coated with a conductive optical reflecting material such as aluminum and a large number of electrodes located on the back of the film. Electric force is generated to offset the distorted wavefront by applying voltage to each electrode. The mirror is deformed by this force.
그러나, 박막변형거울의 경면 제어를 위해 인가한 바이어스 전압이 약한 음의 곡률을 갖도록 전체 경면을 오목하게 변형시키기 때문에 이를 보상하기 위한 방법이 필요하였다. However, because the bias voltage applied for mirror surface control of the thin film deformation mirror deforms the entire mirror surface so as to have a weak negative curvature, a method for compensating for this is needed.
도 1은 종래기술에 의한 박막변형거울의 파면 보정장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 1 is a configuration diagram schematically showing a wavefront correction apparatus of a thin film deformation mirror according to the prior art.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 박막변형거울의 파면 보정장치는, 먼저 관측 대상으로부터 입사된 빛을 1차적으로 반사하는 것으로 평면거울로 이루어진 반사체(1)와, 상기 반사체(1)를 통해 반사된 빛을 다시 박막변형거울(4)로 전달하기 위한 것으로 X축 및 Y축에 대한 반사각도를 조절할 수 있는 2축기울기거울(2)과, 박막변형거울(4)에서 경면의 오목 변형을 보상하기 위한 것으로 2축기울기거울(2)과 박막변형거울(4) 사이에 위치하는 오목렌즈(3)와, 상기 오목렌즈(3)를 투과한 빛에 대해 왜곡된 파면을 상쇄시켜 관측장비로 전달하는 것으로 전기력에 의한 경면 제어기능을 갖는 박막변형거울(4) 및 박막변형거울(4)을 제어하기 위한 컨트롤러(5)로 이루어지는 것이다. As shown in FIG. 1, a conventional wavefront correcting apparatus for a thin film deformation mirror includes a reflector 1 made of a planar mirror and primarily reflecting light incident from an object to be observed, and through the reflector 1. It is to transfer the reflected light back to the thin film deformation mirror (4), and the biaxial mirror (2) and the thin film deformation mirror (4) to adjust the reflection angle with respect to the X and Y axes, To compensate, the concave lens 3 located between the biaxial tilt mirror 2 and the thin film deformation mirror 4 and the wavefront distorted by the light transmitted through the concave lens 3 are canceled to the observation equipment. It is composed of a controller (5) for controlling the thin film deformation mirror 4 and the thin film deformation mirror (4) having a mirror surface control function by the electric force.
즉, 종래기술에 의한 박막변형거울의 파면 보정장치는, 바이어스 전압에 의 한 박막변형거울(4) 경면의 오목 변형을 보상하기 위해 변형된 박막변형거울(4) 앞에 거울의 음의 곡률을 보상하도록 설계된 오목렌즈(3)를 제작하여 설치한 것이다. That is, the conventional wavefront correcting device of the thin film deformation mirror compensates for the negative curvature of the mirror in front of the deformed thin film deformation mirror 4 to compensate for the concave deformation of the mirror surface of the thin film deformation mirror 4 due to the bias voltage. The concave lens 3 designed to be manufactured and installed.
그러나, 종래의 오목렌즈(3)를 사용한 박막변형거울의 파면 보정장치는, 오목렌즈(3)를 사용한 시스템을 구축 후 관측하기 전까지 렌즈의 보상효과(상의 평면화여부)를 확인할 수 없다는 문제점이 있었다.However, the conventional wavefront correcting device of the thin film deformation mirror using the concave lens 3 has a problem in that the compensation effect of the lens cannot be confirmed until the system using the concave lens 3 is constructed and observed. .
또한, 박막변형거울(4)에서 파면의 보정량을 조정하기 위해 바이어스 전압을 달리하게 되면, 그에 맞는 새로운 오목렌즈를 매번 새로이 설계 제작해야 한다는 문제점도 있었다.In addition, when the bias voltage is changed to adjust the amount of correction of the wavefront in the thin film deformation mirror 4, there is a problem that a new concave lens must be newly designed and manufactured accordingly.
따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 박막변형거울의 파면 보정장치에서 박막변형거울의 음의 곡률 변형을 양의 곡률 조절이 가능한 곡률조절거울을 사용하여 보상하는 시스템을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, to compensate for the negative curvature deformation of the thin film deformation mirror in the wavefront correction device of the thin film deformation mirror by using a curvature control mirror that can be positive curvature adjustment It is an object of the present invention to provide a system.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로, 본 발명은 박막변형거울의 파면 보정장치에 있어서, 관측 대상으로부터 전달된 빛의 방향을 곡률조절거울측으로 전환하는 반사체와; 상기 반사체를 통해 전달된 빛의 방향을 박막변형거울측으로 전환함과 동시에 곡률 조절기능을 통해 박막변형거울에서의 오목 변형을 보정하는 곡률조절거울과; 상기 곡률조절거울을 통해 전달된 빛의 왜곡된 파면을 상쇄시켜 관측장비로 전달하는 것으로, 내측에는 거울역할의 얇은 박막이 구비되며 전기력에 의해 박막의 형태를 변형시키는 박막변형거울과; 상기 박막변형거울에서 박막의 형태를 변형시키기 위해 바이어스 전압 및 제어 전압을 인가하는 컨트롤러;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As a technical means for achieving the above object, the present invention provides a wavefront correction apparatus for a thin film deformation mirror, comprising: a reflector for converting the direction of light transmitted from the observation target toward the curvature control mirror; A curvature adjusting mirror for converting the direction of light transmitted through the reflector toward the thin film deformation mirror and correcting concave deformation in the thin film deformation mirror through a curvature adjusting function; A thin film deformation mirror configured to cancel the distorted wavefront of the light transmitted through the curvature adjusting mirror and be transmitted to the observation equipment, and having a thin film having a mirror role therein and deforming the shape of the thin film by electric force; And a controller for applying a bias voltage and a control voltage to deform the shape of the thin film in the thin film deformation mirror.
바람직하게, 상기의 곡률조절거울은 양의 곡률조절을 통해 박막변형거울에서의 오목 변형을 보정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the curvature adjusting mirror is characterized in that to correct the concave deformation in the thin film deformation mirror through the positive curvature adjustment.
바람직하게, 상기의 곡률조절거울은, 입사된 빛의 방향을 전환하기 위한 거 울이 하우징 내부에 수용되고, 상기 거울 주위에는 거울의 지지역할 뿐 아니라 곡률조절을 할 수 있는 다수의 마이크로미터가 포함된 구성을 갖으며, 상기의 마이크로미터는 정확한 피치를 가진 나사를 이용하여 회전수에 따른 정확한 이동거리를 제공하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the curvature adjusting mirror, a mirror for changing the direction of the incident light is accommodated inside the housing, and around the mirror includes a plurality of micrometers that can adjust the curvature as well as the support of the mirror. Has a configuration, the micrometer is characterized by providing an accurate moving distance according to the number of revolutions by using a screw having an accurate pitch.
바람직하게, 상기의 마이크로미터는, 거울 주위를 고정 지지함과 동시에 비점수차를 조절할 수 있는 제1마이크로미터와, 거울 중심부에 설치되어 거울의 곡률을 조절하는 제2마이크로미터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the micrometer comprises a first micrometer capable of fixedly supporting the mirror and adjusting astigmatism at the same time, and a second micrometer installed at the center of the mirror to adjust the curvature of the mirror. It features.
바람직하게, 상기의 곡률조절거울은, 입사된 빛의 방향을 전환하기 위한 거울이 하우징 내부에 수용되고, 상기 거울의 곡률을 조절하기 위해서는 압전소자가 적용되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the curvature adjusting mirror is characterized in that a mirror for changing the direction of incident light is accommodated in the housing, and a piezoelectric element is applied to adjust the curvature of the mirror.
본 발명에 따른 곡률조절거울을 이용한 박막변형거울의 파면 보정장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the wavefront correcting apparatus of the thin film deformation mirror using the curvature adjusting mirror according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명은 종래의 박막변형거울에서의 오목 변형을 보상하기 위해 사용하던 오목렌즈의 구성이 불필요하며, 종래의 2축기울기거울과 오목렌즈의 기능을 곡률조절거울 하나로 구현할 수 있어 시스템 구성이 간단해지는 효과가 있다.First, the present invention does not require the configuration of the concave lens used to compensate for the concave deformation in the conventional thin-film deformation mirror, and the system configuration can be realized by the function of the conventional two-axis tilt mirror and the concave lens as a curvature adjusting mirror. The effect is simple.
둘째, 본 발명은 곡률조절거울을 사용함으로써 박막변형거울의 바이어스 전압 변경에 따른 곡률 변화에도 쉽고 빠르게 보상할 수 있어, 박막변형거울의 전압 변경시마다 새로운 오목렌즈를 제작해야 했던 문제점을 해결한 효과도 있다. Second, the present invention can easily and quickly compensate for the curvature change caused by the change in the bias voltage of the thin film deformation mirror by using the curvature adjusting mirror, the effect that solves the problem that had to produce a new concave lens for each voltage change of the thin film deformation mirror have.
셋째, 본 발명은 곡률조절거울을 사용함으로써 박막변형거울에서의 오목변형 보상효과를 즉각적으로 확인할 수 있는 효과도 있다.Third, the present invention also has the effect of immediately confirming the concave deformation compensation effect in the thin film deformation mirror by using the curvature adjusting mirror.
넷째, 곡률조절거울을 사용하여 구성된 본 발명은, 오목렌즈에 비해 광손실 및 산란 그리고 상의 고스트(ghost) 발생이 적기 때문에 파면보정시스템에서 박막변형거울의 활용이 증대되는 효과도 있다. Fourth, the present invention configured using the curvature adjusting mirror has an effect of increasing the utilization of the thin film deformation mirror in the wavefront correction system because less light loss, scattering and ghost generation than the concave lens.
본 발명은 파면보상장치로 사용되는 박막변형거울의 바이어스 전압에 의한 파면왜곡을 보정하는 장치에 관한 것으로서, 박막변형거울의 음의 곡률 변형을 양의 곡률 조절이 가능한 곡률조절거울을 사용하여 보상하는 것이다.The present invention relates to a device for compensating wave front distortion due to a bias voltage of a thin film deformation mirror used as a wave compensation device, and compensates for a negative curvature deformation of a thin film deformation mirror using a curvature adjusting mirror capable of positive curvature adjustment. will be.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 곡률조절거울을 이용한 박막변형거울의 파면 보정장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a wavefront correction device of a thin film deformation mirror using a curvature adjusting mirror according to the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명은 관측 대상으로부터 전달된 빛의 방향을 전환하는 것으로 평면거울로 이루어진 반사체(10)와, 상기 반사체(10)를 통해 반사된 빛을 다시 박막변형거울(40)로 전달하기 위한 것으로 양의 곡률조절이 가능한 곡률조절거울(20)과, 상기 곡률조절거울(20)을 통해 반사되어 전달된 빛에 대해 왜곡된 파면을 상쇄시켜 관측장비로 전달하는 것으로 전기력에 의한 경면 제어기능을 갖는 박막변형거울(40)과, 상기 박막변형거울(40)에서 박막의 변형이 가능하도록 바이어스 전압을 걸어주는 컨트롤러(50)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the present invention changes the direction of light transmitted from an object to be observed, and reflects the reflector 10 made of a planar mirror and the light reflected through the reflector 10 to form a thin film modified
상기에서 곡률조절거울(20)은, 반사체(10)를 통해 전달된 빛의 방향을 전환함과 동시에 곡률 조절기능을 갖는 것이다. 즉, 박막변형거울(40)로 전달되는 빛에 있어서 박막변형거울(40) 경면에서의 오목 변형을 보상하기 위한 방법으로 곡률조절거울(20)에서는 양의 곡률조절 기능을 갖는 것이다.In the above, the
도 3은 곡률조절거울의 주요 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이다.Figure 3 is a side cross-sectional view schematically showing the main configuration of the curvature adjusting mirror.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 곡률조절거울(20)은 하우징(21) 내부에 입사된 빛의 방향을 전환하기 위한 거울(22)이 수용되고, 상기 거울(22) 주위에는 거울(22)의 지지역할 뿐 아니라 곡률조절을 할 수 있는 다수의 마이크로미터(23-a, 23-b)가 설치된 구성을 갖는다.As shown in FIG. 3, the
상기의 마이크로미터(23-a, 23-b)는 정확한 피치를 가진 나사를 이용하여 회전수에 따른 정확한 이동거리를 제공하는 것으로, 수동으로 회전 조작할 수 있는 조절부가 외측에 구비되고 이를 회전시 마이크로미터(23-a, 23-b)가 축방향으로 이동함으로써 지지하는 거울(22)을 전후 방향으로 밀고 당길 수 있으며 그에 따른 거울(22)의 각도 및 곡률조절이 가능한 것이다.The micrometers (23-a, 23-b) is to provide an accurate moving distance according to the number of revolutions by using a screw having an accurate pitch, the control unit that can be manually rotated is provided on the outside and rotates it By moving the micrometers 23-a and 23-b in the axial direction, the supporting
또한, 상기 마이크로미터는 거울(22) 주위를 고정 지지함과 동시에 비점수차를 조절할 수 있는 제1마이크로미터(23-a)와, 거울(22) 중심부에 설치되어 거울(22)의 곡률을 조절하는 제2마이크로미터(23-b)를 포함하여 구성된다.In addition, the micrometer is fixed to the support around the
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 곡률조절거울을 제작한 실시사진이다.4 and 5 is an embodiment photograph produced a curvature adjusting mirror according to the present invention.
도 4 및 도 5에서 도시한 곡률조절거울(20)의 실시예에 따르면, 내부에 수용된 거울(22)의 재질은 BK7을 사용하였고, 상기 거울(22) 주위에는 12개의 제1마이크로미터(23-a)가 설치되고, 거울(22) 중심에는 1개의 제2마이크로미터(23-b)가 설치되어 있으며, 이러한 마이크로미터(23-a, 23-b)의 배치를 통해 생성가능한 광학 수차는 ±45도, 90도의 비점수차와 양의 곡률조절이 가능한 것이다. 또한, 곡률조절용으로 사용되는 제2마이크로미터(23-b)는 그 조절 스텝이 0.5㎛ 로서 미세 조정이 가능한 것이다. According to the embodiment of the
본 발명의 실시예에 따르면 곡률조절 기능을 구현하기 위해 다수의 마이크로미터(23-a, 23-b)를 설치 적용하였으나, 압전소자와 같은 미세 구동이 가능한 또 다른 구동소자의 적용도 가능하며, 거울(22)의 재질 및 크기, 두께 역시 다양한 실시예를 통해 변경 적용이 가능한 것이다.According to an embodiment of the present invention, a plurality of micrometers 23-a and 23-b are installed and applied to implement the curvature adjustment function. However, another driving device capable of fine driving, such as a piezoelectric device, may be applied. The material, size, and thickness of the
박막변형거울(40)은 곡률조절거울(20)을 통해 반사되어 전달된 빛에 대해 왜곡된 파면을 상쇄시켜 관측장비로 전달하는 것으로, 내측에는 거울역할의 얇은 박막이 구비되며, 상기의 박막 일면에서 바이어스 전압과 제어 전압을 인가함으로써 박막거울의 형태를 변형시키는 것이다. Thin-
보다 상세하게는, 전극들이 인쇄된 PCB(Printed Circuit Board)와 그 위에 마운트된 박막을 포함한 구성으로 박막거울이 형성되며, 상기 박막 표면은 알루미늄으로 코팅처리되어 코팅면이 거울과 전극의 역할을 수행할 수 있는 것이다. 상기의 박막은 수 백 마이크로미터 정도의 얇은 막을 사용하는 것으로, 바람직하게 실 리콘질화물(siliconnitride) 등과 같이 고탄성을 지닌 얇은 박막이 적용된다.More specifically, a thin film mirror is formed by a configuration including a printed circuit board (PCB) on which electrodes are printed and a thin film mounted thereon, and the thin film surface is coated with aluminum so that the coated surface serves as a mirror and an electrode. You can do it. The thin film is a thin film of about several hundred micrometers, preferably a thin film having high elasticity, such as silicon nitride (silicon nitride).
박막거울의 변형은 알루미늄으로 코팅된 박막과 PCB 전극 사이의 전기력에 의해 이루어지는 것으로 거울의 각 전극에 바이어스 전압 및 제어 전압이 인가되면 박막과 PCB 전극사이에 전기력이 작용하여 박막거울의 형태가 변형되는 것이다. 즉, 박막거울은 특성상 거울을 미는 힘이 없기 때문에 바이어스 전압에 따른 전기력을 박막거울에 걸어줌으로써 PCB 전극이 박막거울을 당기게 되고 제어전압을 이용하여 변형 정도를 조정하는 것이다. The deformation of the thin film mirror is made by the electric force between the aluminum coated thin film and the PCB electrode. When the bias voltage and the control voltage are applied to each electrode of the mirror, the electric force is applied between the thin film and the PCB electrode to deform the shape of the thin film mirror. will be. That is, since the thin film mirror has no force for pushing the mirror due to its characteristics, the PCB electrode pulls the thin film mirror by applying an electric force according to the bias voltage to the thin film mirror, and adjusts the degree of deformation using the control voltage.
컨트롤러(50)는 박막변형거울(40)에서 박막거울의 형태를 변형시키기 위한 바이어스 전압 및 제어 전압을 인가하는 것으로, 요구되는 전압을 발생시키고 이를 박막변형거울에 인가하는 변형거울구동기(51)와, 변형거울구동기(51)에 구동 제어신호를 인가하는 제어컴퓨터(52)를 포함하여 구성된다. The
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 곡률조절거울을 이용한 박막변형거울의 파면 보정장치는 관측대상 또는 파면측정을 위해 전달된 빛을 평면거울로 이루어진 반사체(10)를 통해 곡률조절거울(20)로 보내면, 곡률조절거울(20)로부터 반사된 빛은 다시 바이어스 전압에 의해 오목하게 변형된 박막변형거울(40)로 보내어지고, 박막변형거울(40)에서는 전달된 빛을 관측장비 또는 파면측정장치 등으로 보내는 것이다. As described above, the wavefront correcting device of the thin film deformation mirror using the curvature adjusting mirror according to the present invention to the
이때, 곡률조절거울(20)의 곡률을 조정하지 않은 자연상태에서 바이어스 전 압을 박막변형거울(40)에 적용했을 때, 박막거울의 형태는 평평함을 유지하지 못하고 파면은 도 6과 같이 오목한 모양으로 간섭계에서 측정된다. 도 6은 바이어스 전압에 의해 변형된 박막변형거울의 파면을 나타낸 그래프이며, 도 7은 바이어스 전압에 의해 변형된 박막변형거울의 간섭무늬를 나타낸 그래프이다. In this case, when the bias voltage is applied to the thin
그러나, 곡률조절거울(20)이 양의 곡률을 갖도록 마이크로미터(23-a, 23-b)를 조절하여 곡률을 변화시키면 도 8과 같이 음의 곡률이었던 파면이 평평한 파면으로 보상되는 것이다. However, when the
본 발명의 실시예를 통해 알 수 있듯이, 도 8에서 A선은 세로방향에 대해, B선은 가로방향에 대해 측정한 파면의 단면으로 평평함이 0.1 파장(λ= 630 nm) 이내로 매우 우수한 성능을 나타내고 있어 곡률조절거울을 이용한 박막변형거울의 음의 곡률 보정이 매우 효과적임을 알 수 있다. 이와 같이 파면이 평탄하게 유지된 상태에서, 박막변형거울의 각 전극에 가해지는 제어전압의 조정을 통해 광학계의 내외부적으로 생성된 왜곡 파면을 보상할 수 있게 된다.As can be seen through the embodiment of the present invention, in Figure 8 A line is a longitudinal cross-section, B line measured in the cross-section measured in the transverse direction of flatness is very excellent within 0.1 wavelength (λ = 630 nm). It can be seen that the sound curvature correction of the thin film deformation mirror using the curvature adjusting mirror is very effective. In such a state that the wavefront is kept flat, the distortion voltage generated internally and externally of the optical system can be compensated by adjusting the control voltage applied to each electrode of the thin film deformation mirror.
곡률조절거울의 설치 위치는 박막변형거울의 음의 곡률을 보상할 수 있는 광경로 상의 어느 곳이든 가능하나, 적응광학계와 같은 파면보상시스템에서는 파면의 기울기를 보상하기 위해 평면 거울이 부착된 2축 기울기 보정 플래폼을 독립적으로 운용하기 때문에 이 플래폼 상에 곡률조절거울을 부착한다면 추가적인 광학구성을 생략할 수 있는 이점을 갖게 된다.The installation position of the curvature adjustment mirror can be anywhere on the optical path to compensate for the negative curvature of the thin-film deformation mirror, but in wavefront compensation systems such as adaptive optics, two-axis mirrors with flat mirrors can be used to compensate for the slope of the wavefront. Since the tilt compensation platform is operated independently, attaching the curvature mirror on this platform has the advantage of eliminating the additional optics.
상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있는 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It can be changed.
도 1은 종래기술에 의한 박막변형거울의 파면 보정장치를 개략적으로 도시한 구성도이며,1 is a configuration diagram schematically showing a wavefront correction device of a thin film deformation mirror according to the prior art,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡률조절거울을 이용한 박막변형거울의 파면 보정장치를 개략적으로 도시한 구성도이며,2 is a block diagram schematically illustrating a wavefront correcting apparatus of a thin film deformation mirror using a curvature adjusting mirror according to an embodiment of the present invention,
도 3은 곡률조절거울의 주요 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이며,3 is a side cross-sectional view schematically showing the main configuration of the curvature adjusting mirror,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 곡률조절거울을 제작한 실시사진이며,4 and 5 is an embodiment of the production of the curvature adjusting mirror according to the present invention,
도 6은 바이어스 전압에 의해 변형된 박막변형거울의 파면을 나타낸 그래프이며, 6 is a graph showing the wavefront of the thin film deformation mirror modified by the bias voltage,
도 7은 바이어스 전압에 의해 변형된 박막변형거울의 간섭무늬를 나타낸 그래프이며,7 is a graph illustrating an interference fringe of a thin film deformation mirror modified by a bias voltage;
도 8은 곡률조절거울을 사용해 평탄화된 파면의 프로파일을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a profile of the wavefront flattened using a curvature adjusting mirror.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 반사체 20 : 곡률조절거울10: reflector 20: curvature adjustment mirror
21 : 하우징 22 : 거울21
23-a : 제1마이크로미터 23-b : 제2마이크로미터23-a: first micrometer 23-b: second micrometer
40 : 박막변형거울 50 : 컨트롤러40: thin film deformation mirror 50: controller
51 : 변형거울구동기 52 : 제어컴퓨터51: deformation mirror driver 52: control computer
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070110113A KR100882832B1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Device compensating concave wavefront deformation of a membrane deformable mirror using a curvature adjustable mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070110113A KR100882832B1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Device compensating concave wavefront deformation of a membrane deformable mirror using a curvature adjustable mirror |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100882832B1 true KR100882832B1 (en) | 2009-02-10 |
Family
ID=40681384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070110113A KR100882832B1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Device compensating concave wavefront deformation of a membrane deformable mirror using a curvature adjustable mirror |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100882832B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482525C2 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук | Wave front inclination compensator mechanism |
| KR101726771B1 (en) | 2016-03-16 | 2017-04-13 | 국방과학연구소 | A method for smoothing deformable mirror using strehl ratio and an apparatus the same |
| KR101763907B1 (en) * | 2016-10-07 | 2017-08-01 | 한국 천문 연구원 | Optical surface measuring method and apparatus using deformable mirror |
| KR102176553B1 (en) * | 2020-06-19 | 2020-11-09 | 한화시스템 주식회사 | Deformable mirror apparatus having pmn driving device and driving method thereof |
| KR102176552B1 (en) * | 2020-06-19 | 2020-11-09 | 한화시스템 주식회사 | Hybrid type deformable mirror apparatus and driving method thereof |
| JP2021531662A (en) * | 2018-07-23 | 2021-11-18 | ユニバーシティ オブ メリーランド， カレッジ パーク | Laser cavity repeat rate adjustment and high bandwidth stabilization |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100615054B1 (en) | 2004-01-06 | 2006-08-25 | 국방과학연구소 | apparatus for correction for wavefront error using deformable mirror |
| JP2007021044A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Topcon Corp | Method of deforming deformable mirror, optical device, and observation device for ocular fundus |
-
2007
- 2007-10-31 KR KR1020070110113A patent/KR100882832B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100615054B1 (en) | 2004-01-06 | 2006-08-25 | 국방과학연구소 | apparatus for correction for wavefront error using deformable mirror |
| JP2007021044A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Topcon Corp | Method of deforming deformable mirror, optical device, and observation device for ocular fundus |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482525C2 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук | Wave front inclination compensator mechanism |
| KR101726771B1 (en) | 2016-03-16 | 2017-04-13 | 국방과학연구소 | A method for smoothing deformable mirror using strehl ratio and an apparatus the same |
| KR101763907B1 (en) * | 2016-10-07 | 2017-08-01 | 한국 천문 연구원 | Optical surface measuring method and apparatus using deformable mirror |
| JP2021531662A (en) * | 2018-07-23 | 2021-11-18 | ユニバーシティ オブ メリーランド， カレッジ パーク | Laser cavity repeat rate adjustment and high bandwidth stabilization |
| JP7362082B2 (en) | 2018-07-23 | 2023-10-17 | ユニバーシティ オブ メリーランド， カレッジ パーク | Laser cavity repetition rate tuning and high bandwidth stabilization |
| KR102176553B1 (en) * | 2020-06-19 | 2020-11-09 | 한화시스템 주식회사 | Deformable mirror apparatus having pmn driving device and driving method thereof |
| KR102176552B1 (en) * | 2020-06-19 | 2020-11-09 | 한화시스템 주식회사 | Hybrid type deformable mirror apparatus and driving method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100882832B1 (en) | Device compensating concave wavefront deformation of a membrane deformable mirror using a curvature adjustable mirror | |
| US6107617A (en) | Liquid crystal active optics correction for large space based optical systems | |
| EP2054749B1 (en) | Beam director and control system for a high energy laser within a conformal window | |
| US9829702B2 (en) | Adjustable, deformable mirror for compensating irregularities of a beam | |
| US20090046348A1 (en) | Imaging Apparatus for Influencing Impinging Light | |
| US20070229993A1 (en) | Compensating for a telescope's optical aberrations using a deformable mirror | |
| EP3864445B1 (en) | Optical device with a light ray deflector | |
| JP2010521003A (en) | Display device for guiding incident light | |
| KR102162951B1 (en) | Near field optical amplification module, glasses, helmet and VR system | |
| CN111948885B (en) | Projection imaging device | |
| US7345808B2 (en) | Deformable mirror and device for observing retina of eye | |
| CN104407435A (en) | Large-correction-quantity low-order deformable reflector | |
| JP2007025504A (en) | Deforming method for variation mirror, aberration compensation method for optical device, and aberration compensation method for fundus observation device | |
| JP2007304411A (en) | Variable shape mirror | |
| KR100615054B1 (en) | apparatus for correction for wavefront error using deformable mirror | |
| US11550146B2 (en) | Small angle optical beam steering using micro-electro-mechanical system (MEMS) micro-mirror arrays (MMAS) | |
| CN109683312B (en) | Method for adjusting image transfer relationship of adaptive optical system | |
| EP3644107B1 (en) | Adaptive optical system and adaptive optical method | |
| JP2007021045A (en) | Aberration compensation device, optical device, and observation device for ocular fundus | |
| US20220163787A1 (en) | Laser beam wavefront correction with adaptive optics and mid-field monitoring | |
| Romanov et al. | Wide-aperture deformable mirrors for wavefront distortions compensation in high-power laser complexes | |
| US20230213753A1 (en) | Method and apparatus for moving a fibre tip | |
| CN115236852B (en) | Optical compensation device of all-optical-path low-temperature system and design method | |
| O’Byrne et al. | Adaptive optics at the Anglo-Australian telescope | |
| CN117666122A (en) | Wavefront correction method and device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121127 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140123 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141205 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160203 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170113 Year of fee payment: 9 |