荷蘭OKO薄膜變形鏡,MMDM變形鏡、PDM變形鏡、波前傳感器自適應光學器件

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荷蘭OKO薄膜變形鏡,MMDM變形鏡、PDM變形鏡、波前傳感器自適應光學器件

荷蘭OKO薄膜變形鏡,MMDM變形鏡、PDM變形鏡、波前傳感器自適應光學器件

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口徑壓電變形鏡(PDM)

荷蘭OKO薄膜變形鏡,MMDM變形鏡、PDM變形鏡、Shack-Hartmann波前傳感器等自適應光學器件

荷蘭OKO公司38通道50mm口徑壓電變形鏡(PDM)。該變形鏡包含38個柱狀壓電執行器。這些執行器底部固定在基座上,頂部與鏡面連接固定。鏡面涂有反射層,可產生較高的反射率。鏡面形狀由執行器的控制電壓來決定。變形鏡外殼背面有一個圓形開口,可以讓殘余激光穿過變形鏡而不影響設備內部正常使用。

該裝置可用于激光、望遠鏡、眼科學、顯微鏡和一般成像光學中的光學像差(如離焦、像散、彗差等)快速動態校正。

該變形鏡初始面形為略微彎曲的球面。這個彎曲球面是由鏡面涂層中的應力引起的。它不會影響鏡面的參數,但是,在將變形鏡并入光學系統時應予以考慮。當系統閉環運行時,可通過主動“校平”消除該初始面形,使該變形鏡面形變成一個平面或任意曲面。

由于執行器的遲滯效應,在PDM使用過程中,初始像差可能會發生變化并與參考球面的偏差更大。這種偏差是執行器的響應函數疊加的緣故,在閉環控制的系統中基本無影響,但可能會略微降低校正范圍。

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79通道微機械 薄膜變形鏡 (MMDM 30mm)

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荷蘭OKO公司推出了一款微機械薄膜變形鏡(MMDM),具有 79 通道,鏡面直徑為30mm 。具有新穎的致動器幾何形狀,可以準確地近似多個低階Zernike模式,達到優異的波前校正效果。
這款變形鏡可以連接 2 個 USB 或以太網DAC模塊,能同時被 2 個40通道高壓放大單元進行驅動。

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微機械薄膜變形鏡(MMDM)

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薄膜變形鏡一般采用金屬薄膜作為鏡面材料,通過微機械加工(MEMS)工藝制成,因此又稱MEMS變形鏡。

薄膜的邊緣固定在周圍的框架結構上,薄膜下方有控制電極。
薄膜一般具有多層結構,主要包括電介質層(dielectic stack)、金屬層(metal)、氮化硅層(Silicon nitride)等。厚度一般為0.5~10微米,直徑為5~50毫米。

工作原理:

當在薄膜下方的電極上施加電壓時,電極和薄膜之間產生靜電吸引(eletrostatic attraction),從而導致薄膜發生形變。

如果在所有的電極上施加相同的電壓,則薄膜會產生球形的形變(球形凹陷)。

在不同的電極上施加不同電壓(即不同的電壓組合),則可以使薄膜產生不同的形變。

偏置控制(雙向變形):

由于電極與薄膜之間只存在吸引力而不能產生排斥力,因此薄膜只能朝著電極的方向產生形變(即凹面形變),而不能產生凸面形變。

在實際使用過程中,為了使薄膜產生雙向變形(能凹能凸),通常在校準光路的時候給變形鏡先施加一個偏置電壓(如下圖所示),使變形鏡產生偏置形變,這樣變形鏡就可以此為基礎產生凹凸變形。

控制精度:

薄膜變形鏡不存在磁滯效應,形變重復性較好。

根據控制電壓和形變之間的定量關系,可以實現鏡面形變的高精度控制,可用于前饋控制系統(無反饋控制)。

電功耗:

由于薄膜變形鏡僅靠靜電吸引產生形變,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。

 

壓電陶瓷變形鏡(PDM)

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壓電變形鏡主要利用壓電執行器的伸縮帶動鏡面產生形變。鏡片一般由玻璃、石英或者硅制成,鏡面鍍以金屬,鏡片與下方的壓電執行器通過粘合劑固定。通過改變壓電執行器陣列的電壓組合,可以使鏡面產生不同的形變。
OKO公司生產的壓電變形鏡的執行器間距最小為4.3mm,鏡面最大形變(maximum stroke)6微米,執行器間形變量在1-3微米之間,滯環在7%-15%范圍內。由于壓電執行器能產生較大的形變,因此壓電變形鏡可用于校正高階、大幅度的波前畸變,并且執行器數量可以進行較大規模拓展。
在變形鏡(DM)下方分布一定數量的執行器,執行器的上下運動,變形鏡(DM)表面產生連續形變,從而對波前實時校正。
PDM很容易與OKO 的FrontSurfer波前傳感器集成成一個完整的閉環自適應光學系統,幀頻為15至100 Hz。
對于激光光束的直接優化,DM可以與BeamTuner優化控制器相結合,由優化軟件和焦斑(亮度)傳感器組成。

應用包括光學像差的動態校正在高功率激光,天文和成像系統。

37(19)個壓電支柱驅動器

反射鏡面涂覆AI層

驅動器最大電壓400V

初始鏡面值RMS<0.9μm

用于低階光學像差的快速動態校正

 

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