用于降低变形镜胶层应力的组装方法

本公开涉及自适应光学，更具体地，涉及一种用于降低变形镜胶层应力的组装方法。

背景技术：

1、自适应光学系统由三个基本组成部分：波前传感器，波前控制器以及波前校正器，波前校正器的发展水平从某种意义上代表了自适应光学技术的发展水平，其工作的本质是改变入射光束的波前形状，主要通过变形镜实现。变形镜主要是由镜面、驱动柱和基座构成，镜面与驱动柱的极头采用粘胶材料固定。传统方法将镜面与机械件在粘合位置涂上胶层，进行粘胶。由于变形镜的镜面刚度小，镜面更容易受结构应力影响从而产生镜面变形。因此，在变形镜的装配过程中，必须严格控制粘胶应力。

2、在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下缺陷：传统变形镜的镜面组装方法镜面粘胶的稳定性低，镜面局部形变大，胶层应力大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提供了一种用于降低变形镜胶层应力的组装方法，旨在解决现有技术中变形镜的镜面局部形变大、胶层应力大的技术问题。

2、本公开的一个方面提供了一种用于降低变形镜胶层应力的组装方法，变形镜包括基座、驱动柱和镜面，方法包括：配置平面台，并将镜面装配至平面台上；根据胶层固化对镜面的面形影响，确定胶层的大小；利用点胶机，根据驱动柱的位置将确定好大小的胶层滴覆于镜面的指定位置，其中，在驱动柱远离基座的一端设有用于组装镜面的极头，极头的位置和胶层的位置一一对应；控制驱动柱运动，使得极头与镜面对准贴合进行粘胶，直至胶层粘胶固化，去除平面台，完成组装。

3、根据本公开的实施例，平面台的材料包括：光学玻璃或石英玻璃。

4、根据本公开的实施例，平面台的平面度误差阈值为0.03～0.1um。

5、根据本公开的实施例，根据胶层固化对镜面的面形影响，确定胶层的大小包括：构建胶层、镜面和驱动柱的有限元仿真模型；基于有限元仿真模型，通过等效热变形法，模拟得到胶层收缩对镜面影响的仿真结果；对比仿真结果与实测结果，确定胶层的大小。

6、根据本公开的实施例，基于有限元仿真模型，通过等效热变形法，模拟得到胶层收缩对镜面影响的仿真结果包括：设定镜面和驱动柱的膨胀系数设为0；将胶层的热膨胀系数替换为等效线胀系数，进行-1℃均匀温度变形分析，从而基于有限元仿真模型模拟胶层收缩对镜面的影响，得到仿真结果。

7、根据本公开的实施例，对比仿真结果与实测结果，确定胶层的大小包括：确定镜面的目标面形和实际面形；根据目标面形和实际面形，得到镜面的残余面形；根据残余面形的均方根值和峰谷值，确定胶层的大小。

8、根据本公开的实施例，均方根值的计算方式为：

9、

10、峰谷值的计算方式为：

11、

12、其中，rms表示均方根值，pv表示峰谷值，w表示残余面形，wm表示第m个离散点的残余面形，代表所有残余波面形的平均值。

13、根据本公开的实施例，镜面的胶层排布方式包括：正方形排布、圆形排布或正六边形排布。

14、根据本公开的实施例，镜面的材料包括：单晶硅、碳化硅、金属、石英或玻璃。

15、根据本公开的实施例，胶层的材料包括：酚醛环氧树脂材料或胺类固化环氧材料。

16、本公开实施例提供的用于降低变形镜胶层应力的组装方法，至少具有以下有益效果：

17、（1）本公开实施例提供的用于降低变形镜胶层应力的组装方法，通过分析胶层固化对面形影响，确定合适大小的胶层，不仅能提高粘胶的稳定性，而且减小了胶层固化过程中胶层的收缩量对面形影响；并进一步地，通过将镜面装配于平面台，由于平面台的平面度误差小、刚度大，对镜面起到很好的支撑作用，减小胶层的应力对镜面局部形变的影响，从而有效地提高变形镜拟合精度。

18、（2）本公开实施例提供的用于降低变形镜胶层应力的组装方法，适合任何厚度的镜面，解决了传统方法中无法实现百微米厚度镜面组装的问题。

19、（3）本公开实施例提供的用于降低变形镜胶层应力的组装方法，根据其组装后的变形镜可应用在激光传输、空间光通信和光学成像等领域，显著提高了系统的性能和可靠性，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种用于降低变形镜胶层应力的组装方法，其特征在于，所述变形镜包括基座、驱动柱和镜面，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平面台的材料包括：光学玻璃或石英玻璃。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平面台的平面度误差阈值为0.03～0.1um。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据胶层固化对所述镜面的面形影响，确定胶层的大小包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述有限元仿真模型，通过等效热变形法，模拟得到胶层收缩对所述镜面影响的仿真结果包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对比所述仿真结果与实测结果，确定所述胶层的大小包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述均方根值的计算方式为：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜面的胶层排布方式包括：正方形排布、圆形排布或正六边形排布。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜面的材料包括：单晶硅、碳化硅、金属、石英或玻璃。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶层的材料包括：酚醛环氧树脂材料或胺类固化环氧材料。

技术总结本公开提供了一种用于降低变形镜胶层应力的组装方法，涉及自适应光学技术领域，旨在解决现有技术中变形镜的镜面局部形变大、胶层应力大的技术问题。该方法包括：配置平面台，并将镜面装配至平面台上；根据胶层固化对镜面的面形影响，确定胶层的大小；利用点胶机，根据驱动柱的位置将确定好大小的胶层滴覆于镜面的指定位置，其中，在驱动柱远离基座的一端设有用于组装镜面的极头，极头的位置和胶层的位置一一对应；控制驱动柱运动，使得极头与镜面对准贴合进行粘胶，直至胶层粘胶固化，去除平面台，完成组装。技术研发人员：杨晋玲,刘文娅,李金潮受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/4