О. В. Ризаев, Э. А. Нарусбек
Московский Физико-Технический Институт
ОКБ “СОЛТО” при ГНЦ НПО “Астрофизика”
В ОКБ “СОЛТО” проведена обзорно-теоретическая работа по доказательству возможности использования 32-х приводного адаптивного зеркала в составе адаптивной оптической системы. С этой целью разработана математическая модель деформаций адаптивного зеркала под воздействием внешних факторов. В результате расчетов конструкции деформируемого зеркала, выполненных в рамках этой модели, получена оптимальная толщина адаптивного зеркала. Целью данной работы является экспериментальное подтверждение ранее полученных результатов и подробное определение качественных характеристик зеркала.
Предметом исследования явился сегмент адаптивного зеркала. Он представляет собой отполированную пластину, изготовленную из монокристалла кремния диаметром 7 см и толщиной 4 мм, с обратной стороны к сегменту приклеен плоский пьезоэлектрический толкатель ( часть кольцевого толкателя) со средним диаметром 2,5 см.
Измерения проводились на лазерном фазовом интерферометре MARK IV. Результаты получены как для всего зеркального сегмента, так и для локальной области диаметром 2,5 см, расположенной непосредственно над толкателем.
На рисунке приведена зависимость деформации всего зеркального сегмента
(сплошная линия) и локальной области (пунктирная) от приложенного
напряжения. Коэффициент гистерезиса равен 0,12 для всего зеркала и
0,13 для локальной области. Чувствительность соответственно 1,1
мкм/100В и 0,4 мкм/100В. Максимальная деформация в диапазоне рабочих
напряжений составляет соответственно 3,3 мкм и 1,3 мкм, что согласуется
с теорией. Однако, величина деформации пластины на локальной области
составляет только 1,5 мкм при требовании – 2.5 мкм. Учитывая результаты
эксперименты и обратно кубическую зависимость деформации от толщины
пластины для выполнения требований ТЗ необходимо уменьшить толщину
адаптивного зеркала до 3,4 мм.
Полагаясь на математическую модель и результаты эксперимента, найдено, что усилие, развиваемое плоским толкателем при напряжении на нём 300В в направлении перпендикулярном плоскости зеркала, составляет 200Н.
ЛИТЕРАТУРА
- Э.А. Витриченко, сборник статей «Адаптивная оптика», издательство «Мир», Москва, 1980.
- В.И. Феобосьев, «Сопротивление материалов», Москва «Наука»,1979.
