可变形反射镜的工作原理及应用

　　可变形反射镜/变形镜(Deformable Mirror, DM)是一种通过主动或被动方式改变镜面形状以校正波前畸变的光学器件，其核心原理是通过物理手段调整镜面局部曲率，从而精确调控入射光的相位。

　　一、工作原理

　　1. 基本结构：

　　镜面材料：通常采用超薄玻璃、硅基材料或金属薄膜，具备高反射率和柔韧性。

　　驱动器阵列：位于镜面背面，通过压电效应(PZT)、电磁力(音圈电机)或微机电系统(MEMS)产生局部形变。

　　控制系统：根据波前传感器的反馈信号，实时计算并驱动镜面形变。

　　2. 形变机制：

　　压电驱动：压电陶瓷在电压下膨胀/收缩，推动镜面局部变形(分辨率可达纳米级)。

　　电磁驱动：电流通过线圈产生磁场，驱动磁性材料位移。

　　静电驱动(MEMS)：微米级电极间静电力引起薄膜变形(响应速度快，但行程小)。

　　3. 波前校正：

　　入射光的波前畸变(如大气湍流、光学系统像差)被波前传感器检测后，控制系统驱动DM产生相反的形变，补偿相位误差，使波前恢复平整。

　　二、核心应用

　　1. 自适应光学系统：

　　天文望远镜：实时校正大气湍流，提升成像分辨率。

　　激光通信：补偿大气扰动，保障星地高速数据传输。

　　2. 激光光束控制：

　　高能激光武器：保持光束聚焦，克服热畸变和大气散射。

　　工业激光加工：动态调整光斑形状，实现非平面材料的精密加工(如航空发动机叶片修复)。

　　3. 眼科医学：

　　自适应光学视网膜成像：校正人眼像差，实现视网膜细胞级分辨率。

　　4. 科研与工业检测：

　　显微成像：消除样品折射率不均导致的像差，提升深层组织成像质量。

　　光学测试：模拟复杂波前，校准光学系统。

　　可变形反射镜/变形镜作为自适应光学的核心部件，持续推动着高分辨率成像和精密光束操控技术的边界。

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