Distributed actuation systems for adaptive optics: from structural modeling to design optimization
| Promotie: | Mw. A.E.M. (Anja) Schmerbauch |
| Wanneer: | 13 mei 2022 |
| Aanvang: | 09:00 |
| Promotors: | B. (Bayu) Jayawardhana, Prof, A. (Antonis) Vakis, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Nauwkeurig vervormbare spiegels
Vervormbare spiegels zijn actieve optische systemen die worden gebruikt voor de correcties van beeldvormende en niet-beeldvormende toepassingen zoals microscopie, driedimensionale beeldvorming en medische of industriële toepassingen. De vervorming van de reflecterende toplaag komt tot stand door het aansturen van actuatoren die onder het oppervlakte zijn gemonteerd. De prestatie van de spiegel is te verbeteren door een groter aantal actuatoren te gebruiken, maar het schalen van het aantal actuatoren in de huidige spiegelontwerpen is een uitdaging. Goed functionerende spiegels bevatten tussen de 100 en 6000 actuatoren, maar nieuwe ontwerpen richten zich op het bereiken van veel compactere arrays.
Het concept van de hysteretisch vervormbare spiegel (die in de grondtoestand kan terugkeren) heeft een actuator-array van meer dan 16000 afzonderlijk aanstuurbare locaties, gerealiseerd door 2D piëzo-actuatoren met een positiegeheugen. Om de relatie tussen de doorbuiging van de reflecterende toplaag van de spiegel en de druk die de actuatoren uitgoefenen uit te leggen heeft Anja Schmerbauch gebruik gemaakt van een mechanisch model. Geïntegreerde multifysica simulaties zijn toegepast om de interactie tussen de actuatoren binnen een array te onderzoeken.
Naast dit spiegelconcept, dat de mogelijkheid biedt om een groot aantal actuatoren te realiseren met een ontwerp dat is gebaseerd op betrouwbare technische componenten, heeft Schmerbauch ook een nieuwe actuatortechnologie bestudeerd. Deze is toepasbaar in adaptieve optische systemen. Kirigami-actuatoren, die gebaseerd zijn op geometrische snijpatronen, hebben een groot potentieel om te worden toegepast als actuatorensysteem in vervormbare spiegels die een lichtgewicht ontwerp vereisen.
Anja Schmerbauch verrichtte haar promotieonderzoek bij de afdeling Discrete Technologie en Productie Automatisering van het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG).