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大行程磁液变形镜的线性响应特性分析
  • ISSN号:1003-501X
  • 期刊名称:《光电工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP211[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]上海大学精密机械系,上海200072
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51075254); 上海市教委创新重点项目(14ZZ092); 教育部留学归国人员科研启动基金资助
中文摘要:

波前校正器的行程是影响其校正能力的关键因素,现有固态变形镜的变形行程较小,还不能完全满足自适应光学系统对光波畸变的校正能力要求。针对该问题,本文提出并设计一种大行程磁液变形镜系统,通过Maxwell线圈和微小电磁驱动线圈产生的磁场来控制磁液变形镜的镜面变形,可提供高达100μm以上的变形行程。本文首先建立了磁液变形镜线性解析模型,然后采用多物理场有限元仿真软件COMSOL对通电Maxwell线圈和微线圈产生的磁场进行仿真分析,并结合MATLAB数值仿真软件,对大行程磁液变形镜的响应特性进行仿真分析,最后基于制作的磁液变形镜原型样机对仿真结果进行实验验证,结果验证了镜面线性解析模型的正确性,在Maxwell线圈产生的均匀磁场中,向微电磁线圈输入微小电流即可产生100μm以上的大行程镜面变形。

英文摘要:

The stroke of the wave-front corrector is a key factor that determines its correction ability in the adaptive optics systems. The stroke of the current wave-front correctors, i.e. solid deformable mirrors, is small and far from enough to meet the requirement of large aberration corrections. A large stroke Magnetic Fluid Deformable Mirror(MFDM) was presented, where the linearization of the response of the MFDM was obtained by superimposing a large uniform magnetic field generated by Maxwell coil to the small magnetic field generated by the micro-electromagnetic coils. The proposed fluid mirror can easily supply a large stroke of the surface deflection more than 100 μm. The linearized surface analytical model of the MFDM was first built. Then the magnetic fields produced by Maxwell coil and micro-electromagnetic coils and the linearization response characteristic of the MFDM were simulated in COMSOL multiphysics EFA environment combined by MATLAB software. Finally, the simulation results were verified experimentally based on a designed prototype MFDM. The results show that the developed analytical model can correctly represent the characteristics of the MFDM, and the large stroke more than 100 μm can be obtained with small current inputs to the micro-electromagnetic coils under the large uniform magnetic field generated by the Maxwell coil.

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期刊信息
  • 《光电工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院光电技术研究所 中国光学学会
  • 主编:罗先刚
  • 地址:四川省成都市双流350信箱
  • 邮编:610209
  • 邮箱:oee@ioe.ac.cn
  • 电话:028-85100579
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-501X
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1346/O4
  • 邮发代号:62-296
  • 获奖情况:
  • 四川省第二次期刊质量考评自然科学期刊学术类质量...,四川省第二届优秀期刊评选科技类期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14003