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ALPAO高速可变形镜

ALPAO高速可变形镜

高速可变形镜zernike多项式拟合

ALPAO可变形镜基于电磁原理。波前调制量大、线性度高,调制速度快,ALPAO可变形镜非常适合天文学、视觉科学、显微技术、国防与航天、FSO通信、激光与物理、微电子学等应用。其产品参与的著名应用包括:实施于8.2米口径的Subaru望远镜上的multi-object adaptive optics (MOAO)项目,2014年获诺贝尔奖的Betzig实验室对斑马鱼大脑的成像,和39米E-ELT望远镜等。其中为E-ELT项目提供的一款变形镜达到12000单元!

变形镜,又称变形反射镜(DM),主要运用于各种自适应光学系统之中,主要用于校正波前畸变,它由很多驱动单元组合而成,每个驱动单元都有自己独立的控制器,在外加电压控制下,变形镜的镜面可以产生需要的形变量,从而对波前像差进行调制。变形镜是自适应光学系统中的重要部件之一。

ALPAO高速可变形镜特点优势

ALPAO高速可变形镜

  • 调制量大:波前相位调制幅度超过80μm
  • 稳定度高:+/-1% over 30s,<10nm RMS over hours
  • 高动态范围 :响应时间小于500μs
  • 镀膜质量高: R>97% @500nm- 2.0µm
  • 表面平整:表面粗糙度 <15Å RMS
  • 亚纳米步长精度
  • 低磁滞:磁滞误差小于1%
  • 单通道相位调制幅度>5.0 µm PTV
  • 保护银(或其他高反射率涂层)
  • 工作温度-10~35℃

 

ALPAO高速可变形镜型号参数

尺寸质量镜面最大形变量速度
型号通道数孔径
Mm
间距
Mm
闭环平整度
Nm, RMS
倾斜
μm, PV
聚焦/散光
μm, PV
3x3形变
μm, PV
响应
ms
带宽
Hz
DM69-08695.60.878040251.5400
DM69-1510.51.56040250.8800
DM69-2517.52.54030251.5600
DM69-50355254030251.5600
DM97-08977.20.878040251.5400
DM97-1513.51.56040250.8800
DM-97-2522.52.54030251.5600
DM97-50455254030251.5600
DM19219222.51.571510100.52000
DM24124137.52.54030251.5600
DM29229228.51.51510100.52000
DM468468331.51210100.52000
DM820820451.51210100.52000
DM32283228931.510880.52000
DMX373710020.6253025252400
DMX616113020.65040252400
DMX858517020.65040252400

ALPAO高速可变形镜可定制选项:

  • 其它镀膜:金膜、铝膜或者高损伤阈值的电介质膜
  • 更大波前调制量:额外增加50%的波前调制量
  • 更高波前调制速度:带宽增加100%
  • <3nm RMS的闭环面形质量
  • 与外部设备实现高速同步触发
  • 更多执行器? 最多可使用64×64。
  • 大量? 要求我们的低价OEM DM。
  • 更快或更大的形变量? 每个参数都可以自定义。
  • 更大的通关孔径? 索要你的DM。
  • 高稳定性选项? 用于开环表演。

提供额外的大位移,高速度或高光学质量功能选项

型号 最佳平整度 位移 稳定时间 第一共振频率 相位延迟45°频率
Large stroke 7 x1.5 X2 /2 /2
High speed 7 /2 /2 x2 x2
High optical quality 3

1.高稳定性选项提供了更好的开环性能。

2.其它涂层:金、铝或电介质已获得更高的激光损伤阈值(LIDT)

ALPAO可变形反射镜基于由磁致动器驱动的连续反射面。 它们具有大行程,高动态运动和出色的光学质量,可以满足并超过您对快速准确的波前校正的要求。

ALPAO可变形镜(可变形反射镜)Deformable Mirrors是基于磁致动器对连续反射面进行运动的。具备大变形(高达90微米PV值或倾斜),高动态运动(±10%时的稳定时间低至 400μs),卓越的光学品质(有源最佳平坦 <7nm RMS(<3nm RMS 可选))等特点。ALPAO变形镜可应用于天文学、视觉科学、显微技术、国防与航天、FSO通信、激光与物理、微电子学等应用中。

ALPAO高速可变形镜主要特点

1、大变形量:

使用ALPAO可变形镜,可以校正大尺寸像差和对波前整形,具有高精度,包括高阶泽尼克模式。这种大幅度变形量可以用于自适应光学,例如在天文学中跳过单独的倾斜镜,在显微成像中快速Z向扫描离焦能力,在眼科学中校正较大的像差。

ALPAO高速可变形镜

2、高动态运动:

ALPAO DM的稳定时间低至400μs(±10%),超调量极低,自适应光学时间误差大大减少。能提供良好的校正。

3、极佳的线性度和低迟滞

ALPAO可变形镜具有很低的迟滞(<2%),并且具有很高的线性度(>97%),极佳的稳定性。简单的控制可以获得非常低的波前误差。

4、软件驱动

ALPAO可变形镜包括软件驱动(SDK)基于Labview,Matlab,C/C++,Python。硬件和软件适用于Windows XP(32位),7,8.1,10(32/64位),Linux(32/64位)操作系统。

ALPAO高速可变形镜可选额外配件:

  • 1.旋转台,用于精确的倾斜和校准调整。
  • 2.Trigger-IN和Trigger-OUT用于精确同步您的系统硬件。
  • 3静态准直镜,使用相同的外壳和镜子定位。当必须将ALPAO DM移动到不同的光学工作台上时替代DM。简化光学设备的安装和维护,提高精度和减少调整时间,或代替ALPAO DM进行校准。
  • 4 LEDBOX: LEDBOX上的64个LED代表可变形镜(每个执行器一个LED)。该设备可帮助高级用户在光学设备安装之前开发和测试其控制软件。

 

连续型变形镜附加驱动电子设备的典型特性和优势:

– 几瓦的平均功耗

– 细而灵活的电缆

ALPAO可变形反射镜 (DMs) 具有大行程、高动态运动和出色的光学质量。 ALPAO所生产的DMs可以帮助用户快速进行波前校正的操作,其使用简单便捷且易于封装,方便用户使用。

用户可以使用 ALPAO DMs实现高精度的像差调制和塑造波前,包括高阶Zernike 泽尼克模式等功能。大幅度的曲面形变更适用于自适应光学的使用。例如,您可以跳过单独的倾斜镜(天文变形镜),使用大散焦功能进行快速 z 扫描(显微镜检查)或校正大眼睛像差(眼科)。

Alpao变形镜Deformable Mirrors是一款使用电磁驱动器的高速、高线性度和大波前调制量连续反射面变形镜,使其表面产生形变。配合Alpao高速连续反射面变形镜的自适应系统控制算法,其可以极好地满足对高速、波前校正的应用需求。拥有大波前调制量、像差调制、高线性度和可以进行实时波前调制等特点,可变形镜(连续型变形镜)可应用于天文学、视觉科学、显微技术、国防与航天、FSO通信、激光与物理、微电子学等应用中。

相邻的动画展示了我们在膜,线圈,磁铁和弹簧方面的独特技术。 通过在线圈中施加电流,磁体可以上下移动以使膜变形。

法国ALPAO生产的系列变形镜基于电磁原理。由通电音圈控制与镜面薄膜连接的磁体发生运动,进而改变镜面面形。ALPAO在自适应光学领域已累积超过10年经验。其产品参与的著名应用包括:实施于8.2米口径的Subaru望远镜上的multi-object adaptive optics (MOAO)项目,2014年获诺贝尔奖的Betzig实验室对斑马鱼大脑的成像,和39米E-ELT望远镜等。其中为E-ELT项目提供的一款变形镜达到12000单元!

Alpao高速变形镜采用电磁驱动器来使硅薄膜连续反射面发生形变,拥有大波前调制量、高线性度和可以进行实时波前调制等特点,非常适合天文、自由空间激光通信、眼科、多光子荧光显微镜和微电子(下一代半导体设备)等应用。同时,Alpao拥有领先的自适应光学系统控制算法,结合基于EMCCD技术的高灵敏度、高速波前传感器可以实现实时的大气湍流校正

Alpao是一家从法国的格勒诺布尔约瑟夫•傅里叶大学独立出来的公司,其主要致力于开发使用电磁驱动器的高速、高线性度和大波前调制量连续反射面变形镜,其产品广泛用于天文、自由空间激光通信、眼科、多光子荧光显微镜和下一代高端半导体设备等应用,与欧洲南方天文台(ES0)、霍华德·休斯医学研究所(HHMI, Betzig)与罗切斯特大学在天文、多光子荧光显微镜及眼科应用上面取得了异常丰硕的研究成果。

ALPAO DMs高速变形镜基于由磁致动器运动的连续反射表面。ALPAO DMs的建立时间低至 400μs(±10%),超调极低。因此,可变形反射镜提供了极好的校正,因为自适应光学时间误差将会大大减少。与此同时ALPAO DMs可变形镜几乎没有滞后 (<2%),以及其具备的高线性 (>97%) 和出色的稳定性。ALPAO DMs高速变形镜的直接控制可以提供非常低的残余波前误差。

ALPAO高速连续反射面变形镜可以通过Labview®、Matlab®、C/C++等软件驱动程序 (SDK),且硬件和软件符合 Microsoft Windows® XP(32 位)、7、8.1、1 0(32/64 位)和许多 Linux®(32/64 位)操作系统。

Q1:ALPAO的变形镜是采用压电陶瓷还是MEMS促动器?

A1:都不是。ALPAO采用电磁促动器,其结构见下图。

ALPAO高速可变形镜

通过给图中的音圈(黄色部分)通电,来控制磁块(黑色长方形)作上下运动,从而带动连续镜面(红色部分)发生形变。与压电陶瓷促动器和MEMS促动器相比,基于电磁促动器的变形镜的迟滞误差更小,反射镜表面的平整度更好。

Q2:ALPAO的变形镜可用于哪一波段范围?反射率能有多大?

A2:ALPAO变形镜表面镀银膜,它具有较宽的工作波段。银镀膜在可见光波段的反射率可参见下图:

ALPAO高速可变形镜

银镀膜在红外波段也同样具有较高反射率。如果您对反射率有特殊要求请个别咨询。ALPAO也提供其他金属镀膜,如铝、金等。

Q3:ALPAO变形镜中单个促动器的最大变形量是多少?变形镜参数表格中的波前倾斜峰谷值变形量(Tip/tilt stroke,PtV, wavefront),波前离焦/像散峰谷值变形量(Focus/astig. Stroke, PtV, wavefront)和3×3阵列波前峰谷值变形量(3×3 stroke, PtV, wavefront)具体是什么意思?

A3:单个促动器的最大波前校正量(峰谷值)的可保证值是10 μm,而典型值一般为15-20 μm。在产品手册中之所以没有给出这个值,是因为从实际应用的角度来看,这个参数对于用户的意义并不大,而参数表格中列出的3个参数反而更具有参考意义。这是因为ALPAO的变形镜采用连续镜面。就镜面上某一点来说,对其变形量造成影响的,绝不止距离它最近的一个促动器。镜面上某一点的形变,是多个促动器形变对它造成的叠加效果。

波前倾斜峰谷值变形量(Tip/tilt stroke, PtV, wavefront)指的是,当变形镜单纯校正倾斜这一种像差时,变形镜最多可校正峰谷值达到多大的波前。波前离焦/像散峰谷值变形量(Focus/astig. Stroke, PtV, wavefront)则描述单独针对离焦或像散进行校正时变形镜的性能表现。而3×3阵列波前峰谷值变形量(3×3 stroke, PtV, wavefront)则是指使构成3×3阵列的9个促动器发生最大形变时,对波前峰谷值造成的影响。

需要特别指出的是,变形镜参数表格中的所有有关校正能力的描述都是以能引起波前多大的变化来衡量的。镜面的机械形变是其对应的波前变化量的一半。