【摘 要】
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近年来,随着高精度自适应光学系统发展的需要,以流体作为介质制作波前校正器已成为自适应光学研究的一个重要分支和研究热点。学术界先后提出基于微液滴驱动、毛细管力驱动和磁
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近年来,随着高精度自适应光学系统发展的需要,以流体作为介质制作波前校正器已成为自适应光学研究的一个重要分支和研究热点。学术界先后提出基于微液滴驱动、毛细管力驱动和磁流体驱动的波前校正器。微液滴驱动波前校正器的工作原理为:通过改变控制电压,调整液滴与固体界面的接触角,从而引起液滴产生形变,通过液滴形变驱动反射薄膜形成相应的镜面形状。本文开展微液滴驱动波前校正器的镜面性能分析与初步工艺探索。在镜面性能分析方面,论文从表面张力入手,分析了表面张力的大小与驱动力之间的关系,讨论了温度、浓度、组成成分等因素对表面张力的影响关系。针对前任研究人员在镜面仿真中出现的杨氏模量过大、交联值过大问题进行深入分析,得出在原有模型中无法解决这两个关键性问题的结论。论文对微液体驱动波前校正器结构进行简化,将原来的流固耦合问题转化为宏观薄膜形变问题,建立较为合理的新模型。通过仿真分析,确定满足设计要求时的杨氏模量为6×1047(原模型设置杨氏模量E=2×1011)。微液滴驱动波前校正器镜面变形分析结果显示,新模型的交联值有显著的改善,由原模型的62.0%以上,降为30.0%43.0%之间,更接近应用需求,为微液滴驱动波前校正器的设计改进提供了依据。在工艺探索方面,探索了波前校正器结构底层模块制作工艺,分析各线路及尺寸对整体性能的影响,合理设计下层驱动单元的结构和整体布局,如在环形上开小口、驱动线路共负极等。论文设计了具体的制作工艺,制作结果显示效果较好。对于亲疏水处理,总结以前工作者的亲疏水工艺方案,分析本结构中的亲疏水工艺特点及不同,提出较为合理的解决方案。
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