2. Характеристики адаптивних дзеркал. Вимоги, що пред’являються до адаптивних дзеркал

Адаптивне дзеркало - це виконавчий пристрій адаптивної оптичної системи, що має відбивальну поверхню з деформуючим профілем і задовольняє по амплітуді деформації, числу ступенів вільності і смузі пропускання частот керуючого сигналу вимогам, що забезпечують задану ефективність компенсації фазових збурень оптичного випромінювання.

Конструктивно адаптивні дзеркала можна розділити на дві великі групи — секціоновані дзеркала і дзеркала із суцільною поверхнею. У секціонованих дзеркалах кожна окрема секція допускає її переміщення і нахил (чи тільки переміщення). Суцільне дзеркало під впливом спеціальних приводів підлягає складним деформаціям. Вибір тієї чи іншої конструкції визначається специфікою системи, у якій воно буде використано. До основних факторів, що враховуються в даному випадку, відносяться габаритний розмір, маса і якість виготовлення поверхні дзеркала. На даний момент секціоновані дзеркала розглядаються як основа для створення великогабаритних телескопів. Подібний телескоп може бути комбінованим.

Вимоги, що пред’являються до адаптивних дзеркал

Діапазон переміщення поверхні, , ±3/2

Область локальної деформації,  610³

Смуга пропускання частот, Гц 0...(102...103)

Точність виготовлення поверхні /20

Максимальна керуюча напруга, кВ 1,5

Три характеристики є для адаптивних дзеркал специфічними: діапазон переміщень, область локальної деформації і смуга пропускання частот.

Діапазон переміщень характеризується чутливістю привода у складі дзеркала

Область локальної деформації, яка відбиває число ступенів вільності дзеркала, може бути задана ефективною шириною деформації одиничної амплітуди, викликаної впливом одного привода. Функція, що описує цю одиничну деформацію і називається функцією відгуку, є однією з найважливіших характеристик адаптивного дзеркала.

До привода пред'являється суперечлива вимога — забезпечити великий динамічний діапазон переміщення при високій швидкодії. В адаптивній оптиці можна виділити такі типи приводів: електромеханічний, електромагнітний, гідравлічний, п'єзоелектричний і магнітострикційний

1. Електромагнітний привод, що працює на активне навантаження і вимагає безупинної витрати електроенергії, як правило, використовується в пристроях з малим числом каналів керування — дзеркал, що змінюють тільки нахил хвильового фронту.

2. Для гідравлічного приводу потрібна реалізація подвійного джерела енергії - гідравлічного й електричного. Основні втрати енергії в приводі обумовлені турбулентністю рідини і самоохолодженням.

3. Принципово конструкція магнітострикційного привода являє собою стержень з магнітострикційного ферита, що знаходиться в котушці соленоїда. Останнім часом вдалося реалізувати привод, що забезпечує високу амплітуду переміщень (10...50 мкм).

Найбільшого поширення одержав п'єзоелектричний привод.

П'єзоелектричні дзеркала умовно можна розділити на чотири групи: виконані у виді пєзокерамічних блоків; з біморфними пєзоелементами; із трубчастими пєзоелементами; з пєзопакетами.