Miroirs déformables rapides, grandes courses et à faible consommation de puissance.
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Les contraintes rencontrées dans le domaine des communications optiques sans fils pour les miroirs déformables sont très proches de celles du monde de l'astronomie. En effet, les miroirs déformables ont pour but de compenser la turbulence atmosphérique.
Ces contraintes sont :
- Des courses importantes (10-20µm)
- Une fréquence de fonctionnement élevée (~1kHz)
- Linéarité afin de réduire la complexité des terminaux.
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D'autre part, l'intégration des miroirs déformables dans les terminaux requièrent une compacité et une faible consommation de puissance. La gamme High-Speed Magnetic Deformable Mirror Series répond à l'ensemble de ces exigences.
En effet, la gamme Hi-Speed ALPAO deformable mirrors présente de très grandes courses aussi bien pour la course inter-actionneurs que pour compenser des aberrations de bas ordres. La figure 1 représente la déformation obtenue typiquement en appliquant un courant électrique sur une zone de 3x3 actionneurs. La figure 2 représente la course inter-actionneurs (en poussant et tirant alternativement sur chaque actionneur). Ces courses inégalées sont disponibles pour des distances entre actionneurs de 1.5mm et 2.5mm.
Figure 1 |
Figure 2 |
 Figure 3 |
En outre, ces miroirs présentent un excellent comportement temporel. La figure 3 représente la réponse temporelle obtenue lors de la génération d'une défocalisation de 30µm (Z4=30µm d'amplitude).
Grâce à un temps de stabilisation de 1 milliseconde, il est dès lors possible de fermer la boucle avec une très grande fréquence de trame permettant ainsi une correction efficace de la turbulence atmosphérique.
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| La compacité des miroirs déformables permet une intégration aisée dans les terminaux. Ainsi, il y a 52 actionneurs dans un miroir de 9.0mm. La consommation de puissance typiquement nécessaire pour compenser des turbulences atmosphériques est de l'ordre de 100mW. En outre, grâce au choix de la technologie magnétique, un rendement électrique élevé est obtenu contrairement aux autres technologies qui requièrent des étages amplificateurs intermédiaires. |
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Une nouvelle électronique, extensible à 1024 voies, a été spécialement conçue afin d'exploiter tout le potentiel des miroirs déformables ALPAO. Grâce au contrôle du courant appliqué sur chaque actionneur, la stabilité atteint des niveaux inégalés.
Les caractéristiques de la gamme de miroirs Hi-Speed DM Series pour l'astronomie sont résumées dans les deux tableaux ci-dessous. Vous trouverez de plus ample informations sur la page consacrée à chacun des produits ainsi que dans la section Téléchargements.
1.5mm entre deux actionneurs
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Hi-Speed DM37-15 |
Hi-Speed DM52-15 |
Hi-Speed DM69-15 |
Hi-Speed DM97-15 |
Hi-Speed DM277-15 |
| Distance entre actionneurs |
1.5mm |
| Nombre d'actionneurs |
37 |
52 |
69 |
97 |
277 |
| Diamètre utile |
7.5mm |
9.0mm |
10.5mm |
13.5mm |
24.5mm |
| Erreurs de planéité (1) |
<7 nm RMS |
| Course tip/tilt (front d'onde, peak-to-valley) |
+/- 60 µm |
| Course inter-actionneur (front d'onde, peak-to-valley) |
> 3.0 µm |
| Course 3x3 (front d'onde, peak-to-valley) |
> 30 µm |
> 14 µm |
| Bande passante (2) |
>750 Hz |
>500 Hz |
| Erreurs de non linéarité |
< 3% |
| Erreurs d'hystérèse |
< 1% |
| Traitement de surface (3) |
Argent protégé |
Température de fonctionnement
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10 - 35 °C |
2.5mm entre deux actionneurs
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Hi-Speed DM52-25 |
Hi-Speed DM88-25 |
Hi-Speed DM241-25 |
| Distance entre actionneurs |
2.5mm |
| Nombre d'actionneurs |
52 |
88 |
241 |
| Diamètre utile |
15.0 mm |
20.0 mm |
37.5mm |
| Erreur de planéité (1) |
<7 nm RMS |
| Course tip/tilt (front d'onde, peak-to-valley) |
+/- 40 µm |
+/- 20 µm |
| Course inter-actionneur (front d'onde, peak-to-valley) |
> 3.0 µm |
| Course 3x3 (front d'onde, peak-to-valley) |
> 30 µm |
> 14 µm |
| Bande passante (2) |
>750 Hz |
>500 Hz |
| Erreurs de non linéarité |
< 3% |
| Erreurs d'hystérèse |
< 1% |
| Traitement de surface (3) |
Argent protégé |
| Température de fonctionnement |
10 - 35 °C |
(1)-> en boucle fermée
(2) -> première fréquence de résonance de la membrane
(3)-> Traitements de surface métalliques disponbiles: argent, aluminium, or.
> Contactez-nous pour avoir plus d'informations sur nos miroirs déformables
Logiciel ouvert et flexible pour la R&D
Les optiques adaptatives utilisées dans les systèmes optiques travaillant en espace libre diffèrent selon l'architecture choisie: un système de communication avec un satellite aura des exigences et des contraintes diverses dans un système de télécommunication terrestre. Pour cette raison, le domaine de la recherche et du développement nécessite des outils logiciels ouverts et flexibles permettant d'étudier les différentes approches.
Alpao a développé à cet effet une toolbox pour Matlab(R) appelée ALPAO Core Engine (ACE). Le principe de l'architecture est représenté à la figure ci-dessous. Toutes les données sont disponibles et l'utilisateur peut adapter les exemples proposés pour mettre en oeuvre l'optique adaptative dans son propre cas.
L'utilisateur peut, par exemple, utiliser le signal utile indiqué par une photo-diode, la caméra ou le senseur de front d'onde. L'utilisateur a accès en temps réel à l'ensemble des informations faciliant ainsi le développement du système d'optique adaptative.
Pour les utilisateurs souhaitant une solution clef-en-main associant logiciel et matériel, ALPAO propose deux produits (décrits ci-dessous):
- AOS-0 : système optimisé la R&D
- AOS-1 : boucle fermée aux performances exceptionnelles (500 Hz de fréquence de trame, caméra faible bruit, miroir à 241 actionneurs).
ALPAO AOS-0: Système ouvert et flexible pour l'enseignement et la R&D
Ce système plug-and-play a été spécialement conçu pour:
- les ingénieurs et les scientifiques étudiant l'optique adaptative, les lois de contrôle et le traitement en temps réel,
- l'enseignement de l'optique adaptative.
Le banc AOS-0 inclut tous les composants nécessaires pour simuler un système complet d'optique adaptative :
- un miroir Hi-Speed ALPAO DM52-15 (incluant l'électronique de contrôle)
- un senseur de front d'onde
- une caméra d'imagerie
- un écran de turbulence rotatif
- une source optique
- les éléments opto-mécaniques
- les programmes Matlab® pour contrôler le système.
- une licence Matlab® (si l'utilisateur n'en dispose pas).
Grâce à l'architecture ALPAO CORE ENGINE (ACE) et au banc AOS-0, il est possible de développer des méthodes de contrôle allant de la simple loi d'intégration jusqu'aux solutions les plus avancées telles que le filtrage de Kalmann. L'accès en temps réel à l'ensemble des données (erreurs résiduelles, front d'onde, images de caméras,.) accélère le développement de votre projet.
Figure 2: Optimisation de la puissance injectée dans une fibre mono-omode par un algorithme itératif (la figure représente la fonction coût qui est proportionnelle à la puissance injectée). |
La flexibilité et l'ouverture du système est démontrée par la possibilité d'utiliser le signal issu d'un puissance-mètre pour fermer la boucle d'optique adaptative de manière itérative. La toolbox ALPAO Core Engine est compatible avec un fonctionnement jusqu'à plusieur kilo-Hertz sous Microsoft Windows® (et avec certaines versions de Linux®).
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Grâce à l'utilisation de l'environnement Matlab®, l'utilisateur bénéficie d'un environnement très largement répandu pour lequel de nombreuses extensions et forums d'aides sont disponibles.
Avec AOS-0, vous n'avez pas besoin d'être un spécialiste pour réaliser de l'optique adaptative mais vous pouvez le devenir!
Pour de plus amples informations, vous pouvez nous contacter par l'intermédiaire du site web, le téléphone ou par l'intermédaire de la rubrique Télechargements.
AOS-1: boucle d'optique adaptative à hautes performances
Le système AOS-1 est basé sur :
- un miroir Hi-Speed DM241-25 Deformable Mirror ayant 241 actionneurs répartis dans un diameter de 37.5mm (grille de 17 x 17).
- un senseur ultra-sensbile fabriqué par ALPAO et basé sur une caméra EMCCD(16x16 micro-lentilles pour la configuration de Fried)
- un ordinateur temps réel fonctionnant à 500 fps et basé sur ALPAO Core Engine (ACE).
Pour découvrir plus d'informations, cliquez ici ou téléchargez la plaquette d'information dans la rubrique Téléchargements.
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