探讨光学微液滴驱动连续变形镜镜面仿真及工艺

论文导读：学体系进展的需要，从流体作为介质制作波前校正器已成为自适应光学探讨的一个重要分支和探讨热点。学术界先后提出基于微液滴驱动、毛细管力驱动和磁流体驱动的波前校正器。微液滴驱动波前校正器的工作原理为：通过转变制约电压，调整液滴与固体界面的接触角，以而引起液滴产生形变，通过液滴形变驱动反射薄膜形成相应的镜面形状。
摘要：近年来，随着高精度自适应光学体系进展的需要，从流体作为介质制作波前校正器已成为自适应光学探讨的一个重要分支和探讨热点。学术界先后提出基于微液滴驱动、毛细管力驱动和磁流体驱动的波前校正器。微液滴驱动波前校正器的工作原理为：通过转变制约电压，调整液滴与固体界面的接触角，以而引起液滴产生形变，通过液滴形变驱动反射薄膜形成相应的镜面形状。本论文开展微液滴驱动波前校正器的镜面性能分析与初步工艺探索。在镜面性能分析方面，论文以表面张力入手，分析了表面张力的大小与驱动力之间的联系，讨论了温度、浓度、组成成分等因素对表面张力的影响联系。针对前任探讨人员在镜面仿真中出现的杨氏模量过大、交联值过大不足进行深入分析，得出在原有模型中无法解决这两个关键性不足的结论。论文对微液体驱动波前校正器结构进行简化，将原来的流固耦合不足转化为宏观薄膜形变不足，建立较为合理的新模型。通过仿真分析，确定满足设计要求时的杨氏模量为6×10~47（原模型设置杨氏模量E=2×10~(11)）。微液滴驱动波前校正器镜面变形分析结果显示，新模型的交联值有明显的改进，由原模型的62.0%从上，降为30.0%~43.0%之间，更接近运用需求，为微液滴驱动波前校正器的设计改善提供了依据。在工艺探索方面，探索了波前校正器结构底层模块制作工艺，分析各线路及尺寸对整体性能的影响，合理设计下层驱动单元的结构和整体布局，如在环形上开小口、驱动线路共负极等。论文设计了具体的制作工艺，制作结果显示效果较好。对于亲疏水处理，总结从前工作者的亲疏水工艺案例，分析本结构中的亲疏水工艺特征及不同，提出较为合理的解决案例。关键词：变形镜论文自适应光学论文波前校正器论文微液体驱动论文
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Abstract5-10
第一章 绪论10-20

1.1 自适应光学技术介绍10-11

1.2 波前校正器的分类及特征11-13

1.3 国内外的探讨情况13-18

1.4 论文的选题依据和探讨作用18-19

1.5 论文的构成19-20

第二章 微液体驱动的力学基础20-28

2.1 表面张力及电润湿原理20-23

2.2 表面张力产生压力差23-24

2.3 影响表面张力的因素24-27

2.4 本章小结27-28

第三章 微液滴驱动波前校正器设计原理与力学分析28-34

3.1 微流体驱动光学波前校正器原理28-31

3.2 变形镜力学分析31-33

3.3 新型波前校正器特征及设计要求33

3.4 本章小结33-34

第四章 微液滴驱动波前校正器镜面力学仿真34-51

4.1 模型的物理建模34-38

4.

1.1 杨氏模量不足34-36

4.

1.1 接触角转变过大34-35

4.

1.2 初始应力过大35-36

4.

1.2 驱动力分析36-38

4.2 模型的几何建立38-40

4.3 杨氏模量分析40-41

4.

3.1 自由状态40-41

4.

3.2 理想状态41

4.

3.3 实际状态41

4.4 镜面变形性能分析41-50

4.1 交联值模拟分析43-45

4.2 镜面面形能力分析45-50

4.4.

2.1 两单元驱动面形能力分析46-47

4.4.

2.2 三单元及从上面形能力分析47-50

4.5 本章小结50-51
第五章 微液滴驱动波前校正器工艺探索51-65

5.1 表面微加工简介51-53

5.

1.1 表面微加工机理51-52

5.

1.2 表面微加工的特征52-53

5.2 电路结构设计53-55

5.3 制作工艺案例55-60

5.4 表面处理工艺60-63

5.

4.1 常用亲疏水材料性质60-62

5.

4.2 微液体驱动波前校正器表面处理特征及案例62-63

5.5 工艺制作结果63-64

5.6 本章小结64-65

第六章 总结与展望65-67

6.1 论文总结65-66

6.2 探讨展望66-67

致谢67-68
参考文献68-72
攻读硕士期间取得的探讨成果72-73