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ALPAO电磁促动系列变形镜

法国ALPAO生产的系列变形镜基于电磁原理。由通电音圈控制与镜面薄膜连接的磁体发生运动,进而改变镜面面形。ALPAO在自适应光学领域已累积超过10年经验。其产品参与的著名应用包括:实施于8.2米口径的Subaru望远镜上的multi-object adaptive optics (MOAO)项目,2014年获诺贝尔奖的Betzig实验室对斑马鱼大脑的成像,和39米E-ELT望远镜等。其中为E-ELT项目提供的一款变形镜达到12000单元!

销售工程师:蒋工

电话:021-6248 6110-18

手机:13816867757

邮箱:yanmeng.jiang@sinoptix.fr


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    产品优势

    ü 变形量大:最大波前倾斜变形量80 µm (峰谷值)

    ü 动态性能好:稳定时间可低至0.5 ms(达稳定值的+/-10%)

    ü 连续光学表面:填充率100%,更小光能损耗

    ü 表面平整度高:7 nm(闭环内,均方根值)

    ü 亚纳米级促动器控制精度

    ü 迟滞、非线性误差小:分别仅为2%和3%(DM系列)

    ü 提供SDK

    ü 工作温度范围大:-10至35℃(可提供-40℃时性能测试报告)

    常规产品型号


    供货范围

    ü 变形镜

    ü 电子控制箱

    ü 可用于Labview®Matlab®C/C++Python编程的SDK

    定制项目

    ü 更大变形量

    ü 更快响应速度

    ü 更高表面光学质量

    ü 更高稳定度

    ü 其他镀膜:金、铝、介质膜

    ü 更长质保时间:2年

    天文光学

    案例1:

    使用DM69拍摄的太阳表面黑斑图像,左图:自适应光学系统开环状态,右图:自适应光学系统闭环状态(图片来源:California State University Northridge的任德清教授)


    案例2:

    为模拟4米级望远镜的工作情形,University of Durham的团队设计并搭建了一套模块化的自适应系统,取名DRAGON-Next Generation。这套系统可模拟采用自然信标光或激光信标光,采用MOAO结构或MCAO结构的自适应光学系统。该团队在这一系统中使用了ALPAODM88。



    参考文献:

    DRAGON-NG: a configurable and capable AO test-bench》



    案例3:

    如果采用典型的自适应光学系统,极大望远镜的奈奎斯特控制区域仅为~0.4角秒,而许多系外行星都无法落入该区域。为解决该问题,来自University of Victoria的团队采用了一种被称为超级奈奎斯特波前控制的方法。此项研究中,该团队使用了ALPAO的97单元变形镜。


    参考文献:

    High contrast imaging of exoplanets on ELTs using a super-Nyquist wavefront control scheme》

    自由空间光通信

    案例1:

    瑞士Synopta公司已将自适应光学系统应用于卫星通信系统地面站多年,以提高通信信号的信噪比。该文献展现了系统的实现方式和最近的性能测试结果,更进一步描述了系统升级的展望。系统升级后将采用ALPAO468单元变形镜。


    参考文献:《Use of adaptive optics in ground stations for high data rate satellite-to-ground links》



    案例2:

    来自长春光机所的研究团队通过本文提出了使用PIB法(power-in-bucket method)来评估自适应光学应用于大气激光通信时的带宽性能。文中分别利用理论分析和9公里海上通信实验,共同验证了该方法能有效预测系统带宽。现场实验中,该团队应用了来自ALPAO的一款定制变形镜。


    参考文献:

    Demonstration of horizontal free-space laser communication with the effect of the bandwidth of adaptive optics system》


    视网膜成像(如SLOOCT等)

    案例1:

    AO-SLO拍得的锥状及杆状细胞的拼接图(图片来源:Ohio State UniversityNathan Doble)


    案例:2:

    共焦显微自适应光学检眼镜系统中的成像光路和波前探测光路之间通常存在非共路像差(NCPA)。本文中,来自University of Rochester和Medical College of Wisconsin的团队在暂时移除系统中共焦小孔时,通过成像清晰度来判断非共路像差的校正情况。该团队使用了ALPAODM97-15来进行此项工作。


    参考文献:

    《Non-common path aberration correction in an adaptive optics scanning ophthalmoscope 》



    案例3:

    本文中Indiana University的小组提出了一种新颖的用于眼底检查的多相机自适应光学OCT系统,其最大特点为其高速成像速度。文中报道了该小组利用模拟眼和人眼对该系统进行性能验证的结果。


    参考文献:

    Adaptive optics optical coherence tomography at 1 MHz》


    生物显微成像

    案例1:

    配合自适应光学系统对斑马鱼大脑的共焦成像(图片来源:Betzig实验室的王凯教授)


    案例2:

    Univ. Grenoble 1的团队在本文中首先对影响单光子荧光关联光谱仪的光学像差进行了定量,随后展示了一套用于像差校正的自适应光学系统。他们还展示了分子的亮度水平与斯特利尔比的平方成正比。


    参考文献:

    Adaptive optics for fluorescence correlation spectroscopy》



    自由曲面光学元件检测

    案例1:

    干涉仪有限的量程,对于未知面形的光学元件的面形检测是一大限制。本文作者利用测量光路中的变形镜,通过随机并行梯度下降(SPGD)算法得到变形镜面形,以克服该限制。本文使用DM52-25(该型号已停产),通过其测量数据,成功展示了该系统测量未知光学表面的能力。


    参考文献:

    Adaptive interferometric null testing for unknown freeform optics metrology》



    ü Q1:ALPAO的变形镜是采用压电陶瓷还是MEMS促动器?

    A1:都不是。ALPAO采用电磁促动器,其结构见下图。

    通过给图中的音圈(黄色部分)通电,来控制磁块(黑色长方形)作上下运动,从而带动连续镜面(红色部分)发生形变。与压电陶瓷促动器和MEMS促动器相比,基于电磁促动器的变形镜的迟滞误差更小,反射镜表面的平整度更好。

    ü Q2:ALPAO的变形镜可用于哪一波段范围?反射率能有多大?

    A2:ALPAO变形镜表面镀银膜,它具有较宽的工作波段。银镀膜在可见光波段的反射率可参见下图:

    银镀膜在红外波段也同样具有较高反射率。如果您对反射率有特殊要求请个别咨询。ALPAO也提供其他金属镀膜,如铝、金等。

    ü Q3:ALPAO变形镜中单个促动器的最大变形量是多少?变形镜参数表格中的波前倾斜峰谷值变形量(Tip/tilt stroke,PtV, wavefront),波前离焦/像散峰谷值变形量(Focus/astig. Stroke, PtV, wavefront)和3×3阵列波前峰谷值变形量(3×3 stroke, PtV, wavefront)具体是什么意思?

    A3:单个促动器的最大波前校正量(峰谷值)的可保证值是10 μm,而典型值一般为15-20 μm。在产品手册中之所以没有给出这个值,是因为从实际应用的角度来看,这个参数对于用户的意义并不大,而参数表格中列出的3个参数反而更具有参考意义。这是因为ALPAO的变形镜采用连续镜面。就镜面上某一点来说,对其变形量造成影响的,绝不止距离它最近的一个促动器。镜面上某一点的形变,是多个促动器形变对它造成的叠加效果。

    波前倾斜峰谷值变形量(Tip/tilt stroke, PtV, wavefront)指的是,当变形镜单纯校正倾斜这一种像差时,变形镜最多可校正峰谷值达到多大的波前。波前离焦/像散峰谷值变形量(Focus/astig. Stroke, PtV, wavefront)则描述单独针对离焦或像散进行校正时变形镜的性能表现。而3×3阵列波前峰谷值变形量(3×3 stroke, PtV, wavefront)则是指使构成3×3阵列的9个促动器发生最大形变时,对波前峰谷值造成的影响。

    需要特别指出的是,变形镜参数表格中的所有有关校正能力的描述都是以能引起波前多大的变化来衡量的。镜面的机械形变是其对应的波前变化量的一半。