[01230838]高精度低压温度适应型主动光学反射镜

高精度主动光学反射镜技术是当前激光与光电技术领域的研究热点之一,其对于自适应光学理论的丰富与完善具有重要的学术意义和应用价值。高精度主动光学反射镜技术是现代大型激光与光学系统的关键性核心技术,耦合了精密光学、精密机械、电控算法等诸多学科,研究难度大,迄今为止人们对大口径主动反射镜的面形控制机理、温度响应性能、动态像差校正等问题认识尚不充分。 本项目在惯约国家重大专项、自然科学基金面上项目和863-804课题的资助下,围绕高精度低压温度适应型主动光学反射镜的关键技术开展了系统的理论与实验研究,实现了重要突破,研制了主动光学反射镜装置,解决了长期制约高能激光系统光束控制的核心难题,尤其为神光III装置提供有力的技术支持。取得的主要成果如下： （1）创新的高精度主动反射镜面形精密控制技术：建立了基于薄板小扰动理论的主动反射镜镜面物理模型,提出了滑块碟簧预紧式主动反射镜结构,解决了大口径主动反射镜的面形精密控制难题,400mm口径条件下初始面形达到0.5微米以内,150V低压驱动下校正能力达到±7.5微米以上,达到美国国家点火装置NIF变形镜的水平。 （2）创新的高精度主动反射镜温度适应控制技术：揭示了主动反射镜的面形-温度响应特性,提出了膨胀系数匹配和预应力装配相结合的温度适应控制方法,大幅提高了高功率激光作用下主动反射镜的温度适应能力,温度适应范围从±1℃提高到±10℃。 （3）创新的高精度主动反射镜参数自识别与精密校正技术：建立了波前校正系统的数学模型,提出了波前闭环校正自识别算法和振幅加权控制算法,解决了主动光学系统高精度动态像差校正难题,使得低压驱动主动反射镜的像差校正精度优于25nm,达到美国国家点火装置NIF变形镜的水平。 上述工作在光学、物理学领域发表SCI检索论文22篇,并已形成自主知识产权,获得授权发明专利14项。所形成的技术成果已在国家重大科学装置中获得广泛应用,近三年取得经济效益4041.5万元,用于神光III主机装置高能激光光束波前校正系统中,与主放波前校正系统耦合实现全光路静、动态低频波前畸变的校正,可保障总体输出光束质量性能,取得良好效果。用于中国科学院上海光学精密机械研究所的新构型钕玻璃激光放大器中,校正激光光束波前畸变,保障光束质量性能,取得了良好的效果。 本项目成果技术还可以广泛应用在激光聚变能源（高能PW/EW束内束外合成）、定向能激光武器（动态谐振腔）、天文观测、高分辨/显微成像、远程通信、人眼医疗、终端显示设备等领域,是成为决定系统性能的核心技术,具有极为广阔的应用前景,将会产生极为可观的社会经济效益。