微液滴驅(qū)動(dòng)連續(xù)變形鏡鏡面仿真及工藝探索.pdf

1、近年來，隨著高精度自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)發(fā)展的需要，以流體作為介質(zhì)制作波前校正器已成為自適應(yīng)光學(xué)研究的一個(gè)重要分支和研究熱點(diǎn)。學(xué)術(shù)界先后提出基于微液滴驅(qū)動(dòng)、毛細(xì)管力驅(qū)動(dòng)和磁流體驅(qū)動(dòng)的波前校正器。微液滴驅(qū)動(dòng)波前校正器的工作原理為：通過改變控制電壓，調(diào)整液滴與固體界面的接觸角，從而引起液滴產(chǎn)生形變，通過液滴形變驅(qū)動(dòng)反射薄膜形成相應(yīng)的鏡面形狀。本文開展微液滴驅(qū)動(dòng)波前校正器的鏡面性能分析與初步工藝探索。
　　在鏡面性能分析方面，論文從表面張力入手

2、，分析了表面張力的大小與驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系，討論了溫度、濃度、組成成分等因素對(duì)表面張力的影響關(guān)系。針對(duì)前任研究人員在鏡面仿真中出現(xiàn)的楊氏模量過大、交聯(lián)值過大問題進(jìn)行深入分析，得出在原有模型中無法解決這兩個(gè)關(guān)鍵性問題的結(jié)論。論文對(duì)微液體驅(qū)動(dòng)波前校正器結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，將原來的流固耦合問題轉(zhuǎn)化為宏觀薄膜形變問題，建立較為合理的新模型。通過仿真分析，確定滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)的楊氏模量為6×107（原模型設(shè)置楊氏模量 E=2×1011）。微液滴驅(qū)動(dòng)波前校正

3、器鏡面變形分析結(jié)果顯示，新模型的交聯(lián)值有顯著的改善，由原模型的62.0％以上，降為30.0%~43.0%之間，更接近應(yīng)用需求，為微液滴驅(qū)動(dòng)波前校正器的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供了依據(jù)。
　　在工藝探索方面，探索了波前校正器結(jié)構(gòu)底層模塊制作工藝，分析各線路及尺寸對(duì)整體性能的影響，合理設(shè)計(jì)下層驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)和整體布局，如在環(huán)形上開小口、驅(qū)動(dòng)線路共負(fù)極等。論文設(shè)計(jì)了具體的制作工藝，制作結(jié)果顯示效果較好。對(duì)于親疏水處理，總結(jié)以前工作者的親疏水工藝方案，