Адаптивное зеркало

 

Использование: изобретение относится к квантовой электронике, лазерной локации .и астрономии. Сущность изобретения: достигаемый технический результат заключается в повышении разрешающей способности зеркала путем плавной компенсации фазовых искажений. Адаптивное зеркало содержит основание, секции с приводами , один конец последних соединен с тыльной стороной соответствующей секции, а другой - с основанием, дополнительные секции, основания и приводы, причем каждая секция выполнена в виде шестигранника из упругого материала с приводом в виде кольца из магнитострикционного материала с тороидальной катушкой управления, которое наружным диаметром закреплено во вписанной окружности шестигранника секции, а внутренним диаметром - с основанием, на каждом из которых закреплены по крайней мере 1 семь секций, образующих сегмент для следующего основания с закрепленными на нем секциями, при этом каждое основание снабжено приводом. 8 ил. 00

CO/03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) СПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ жено приводом. 8 ил.

IС) Ж

Ф (A

4ъ (21) 3077099/25 (22) 14,11.83 (46) 30,03.93, Бюл. N. 12 (71) Научно-производственное объединение

"Астрофизика" (72) Ю.А.Гришин, В.А.Алексеев, 3.С.Багдаса ров, В.А. Кра вч е н ко, В.Д. Максаков, М.Д,Михайлов и В,Л,Иванов-Эмин (56) Dyson F.i. — (.Opt; Soc, Am, 1975, 65, р.555, 6!еез, 1978, Febryary, р.5, ref. TUAAS, (54) АДАПТИВНОЕ ЗЕРКАЛО (57) Использование: изобретение относится к квантовой электронике, лазерной локации .и астрономии, Сущность изобретения: достигаемый технический результат заключается в повышении разрешающей способности зеркала путем плавной ком-.

Изобретение относится к квантовой электротехнике, лазерной локации и астрономии и может быть использовано для повышения резкости изображения наблюдаемых объектов, в оптических системах, формирующих лазерное излучение, и т,п.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности зеркала путем плавной компенсации фазовых искажений отраженной от зеркала волны.

На фиг.1 представлено сечение секции зеркала с приводом в виде магнитострикционного кольца и элементами его крепления к тыльной стороне секции и к основанию, на фиг.2 — сечение по приводному магнитострикционному кольцу и размещение на нем тороидальной обмотки управления; на фиг.3 —.расположение семи секций зеркала на одном основании; на фиг.4 — сечение по. >Ы,» 1805434 А1 (sl)s 6 02 В 5/10, Н 01 S 3/08 пенсации фазовых искажений. Адаптивное зеркало содержит основайие, секции с приводами, один конец последних соединен с тыльной стороной соответствующей секции, а другой — с основанием, дополнительные секции, основания и приводы, причем каждая секция выполнена в виде шестигранника из, упругого материала с приводом в виде кольца из магнитострикционного материала с тороидальной катушкой управления, которое наружным диаметром закреплено во вписанной окружности шестигранника секции, а внутренним диаметром — с ос loBBHNGM, на каждом из которых закреплены по крайней мере семь секций, образующих сегмент для следующего основания с закрепленными на нем секциями, при этом каждое основание снабсегменту из семи секций и его основание с приводом; на фиг,5 — расположение семи сегментов зеркала на общем для них основании; на фиг,б — сечение по семи сегментам и их общему основанию с его приводом; на фиг.7 — общий вид зеркала из сорока девяти сегментов; на фиг,8 — сечение зеркала по нескольким сегментам и общему основанию с приводом.

Адаптивное зеркало содержит: секции 1 зеркала, привод, выполненный в виде кольца 2 из магнитострикционного материала с выступами на внешнем и внутреннем диаметрах, основание 3 (фиг.1 и 2). Между выступами кольца 2 намотана тороидальная катушка управления 4. Выступы на внешнем диаметре кольца 2 жестко соединены. например, пайкой, по вписанной окружности шестигранной апертуры секции 1 к ее тыльной стороне, выступы кольца 2 на внутрен1805434 ции 1 будет зависет от величины управляющего тока, протекающего в тороидальной обмотке 4, и будет максимальна при магнитострикционном насыщении материала кольца, соответствующем из закона полного тока вполне определенной величи55 нем диаметре посредством колец 5,6 и 7 закреплены на основании 3. На основании

3 размещено как минимум семь секций 1 (фиг.3), при этом основание 3 выполнено по образцу .секции в виде шестигранника и 5 снабжено приводом 8 с тороидальной катушкой управления. Основание 3 с семью секциями, представляющее собой сегмент зеркала, установлено на основание 9 (фиг.4 и 5), которое, в свою очередь, выполнено также по образцу секции и снабжено приводом 10 (фиг.5 и 6). На основании 9 размещено как минимум семь сегментов, из них каждый на основании 3. Основание 9 посредством привода 10 закреплено на осно- 15 вании 11 (фиг,6 и. 7); которое также выполнено по образцуаекции в виде шестигранника и снабжено приводом 12 (фиг.8), при этом на основании 11 размещено как минимум семь оснований 9, представляю- 20 щих каждое укрупненный сегмент зеркала, Таким образом, зеркало на фиг.7 представляет собой близкую к круговой апертуре из 7 = 343 зеркальных секций 1 и имеет четыре степени — четыре этажа.— управле- 25 ния своей апертуры приводами 2,8,10 и 12 соответственно; Поверхности всех секций 1 зеркала обработаны и отполированы совместно и имеют единый радиус кривизны. . Предложенное адаптивное зеркало ра- 30 ботает следующим образом. При запитке тороидальной катушки управления 4 постоянным током в магнитострикционном приводном кольце 2 наводится круговое магнитное поле, направление которого по- 35 казана стрелками на фиг.2. Наведенное в кольце 2 магнитное поле вызывает эффект

Джоуля, т.е. ведет к изменению геометрических размеров кольца. Если кольцо 2 выполнено иэ материала с положительным знаком 40 коэффициента магнитострикции, например феррита кобальта, то при намагничивании его средний диаметр О р увеличивается. Одновременно на ту же величину произойдет увеличение наружного диаметра кольца. 45

Поскольку отражающая секция 1 прикреплена жестко к выступам наружного диаметра кольца 2, то деформация кольца передается секции 1, Если секция выполнена выпуклой, то при увеличении ее апертуры 50 кривизна секции будет уменьшаться, а если вогнутой — уменьшаться, Величина:деформации магнитострикционного кольца 2, а следовательно, и секне тока. Поскольку жесткость кольца 2 выбирается. много больше жесткости секции 1, то частота перестройки формы зеркала будет определяться собственной частотой колебаний магнитострикционного кольца и временем перемагничивания материала кольца.

Каждая секция 1 представляет собой элемент сферы, поэтому стрела сегмента h и хорда а — апертура секции — связаны с радиусом сферы известным соотношением

)) - /Д 2д (1) и при изменении размера а остальные параметры также будут изменяться. Аналогичным образом, при включении приводов 8, 10 и 12 будут изменяться стрела, апертура и радиус кривизны у соответствующих оснований 3, 9 и 11. И если шестигранное основание 11 имеет диаметр вписанной окружности А, то управляемая апертура всего секционированного зеркала будет близка к этой величине, Для примера, положив а = r = 1000 мм при среднем диаметре D

Ге2СоОз Л = 5. 10 ", отсюда ЬОср = Ь aD ° g = 0,475 мм. При неизменном радиусе

r приращение стрелы прогиба hh составит .для основания 11 величину 0,1371641 мм, соответственно для основания 9 Ь h =

=0,0133849 мм, для основания 3 Л h=0,0014687 мм и для секции 1 Ь h = 0,002695 мм. ниже приведены данные соответствующих максимальных приращений стрелы прогиба,6 и в долях длин волн для наиболее часто встречающихся длин волн лазеров:

Длинаволны Основание 11 Онование 9 .

10 6 12,94 Л . 1,263 Л

2,7 50,8 Л 4,957 Л

0,53 258,8Л . 25 Л

Основание 3 Секция 1

0,138 Л 0,025 Л

0,544 i 0,1Л

2,77Л 0,5Л

Таким образом, предложенное зеркало имеет четыре степени управления фазовым рельефом с Максимальным изменением фазы в длинах волн по апертуре зеркала, ука. занным выше.

Предложенное адаптивное секционированное зеркало обладает рядом преимуществ в сравнении с известными секционированными зеркалами: — поскольку размер секции может быть принят достаточно малым, то s пределах апертуры одной секции локализуется фазовая подстройка рельефа отраженной повер1805434 хностной волны, так называемый первый этаж фазовой коррекции: в пределах одного сегмента зеркала зона фазовой коррекции увеличивается и т.д,; таким образом, эа счет плавной локализованной подстройки фазы резко повышается разрешающая способность; — поскольку приводные кольца каждой секции и оснований могут быть выполнены достаточно тонкими, то толщина всего зеркала получается небольшой, что существенно для более широкого использования зеркала; — наличие нескольких плавных степеней управления адаптивным секционированным зеркалом приближает характеристики к характеристикам деформируемых зеркал.

Формула изобретения.

Адаптивное зеркало, содержащее основание и секции с приводами, один конец последних соединен с тыльной стороной со- ответствующей секции, а другой — с основанием, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены дополнительные секции, основа5 ния и приводы, причем каждая секция выполнена в виде шестигранника из упругого материала с приводом в виде кольца из магнитострикционного материала с тороидаль- ной катушкой управления, которое

10 наружным диаметром закреплено по описанной окружности шестигранника секции, а внутренним диаметром — с основанием, на каждом из которых закреплены по крайней мере семь секций, образующих сегмент для

15 следующего основания с закрепленными на нем секциями, при этом каждое основание снабжено приводом, 1805434

1805434

1805434

Фис 7

Составитель Ю.Гришин

Техред М. Моргентал Корректор б4,Петрова

Редактор

Заказ 941 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откритиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101