Modellierung thermomechanisch aktuierter, deformierbarer Spiegel für adaptive Optiken

Der Beitrag befasst sich mit der Modellierung eines thermisch adressierten deformierbaren Spiegels der als aktives Bauelement in adaptiven Optiken verwendet werden soll. Dabei wird das mittels Epoxidharz auf eine Wärmesenke aufgebrachte Spiegelglas durch einen räumlich modulierbaren Adressierlaser gezielt erhitzt. Für das Wärmeübertragungsproblem wird über geeignete Verfahren wie FFT-basierte Methoden und Modellreduktionstechniken ein effizientes aber akkurates Simulationsmodell erstellt. Die thermoelastische Wirkung des Temperaturprofils, welche die Auslenkung der Spiegeloberfläche bestimmt, wird durch die Kombination einer Kirchhoff’schen Platte sowie eines rheologischen Ersatzmodells von Spiegel und Epoxidschicht beschrieben. Das erstellte zweidimensionale Ersatzmodell lässt sich zum einen effizienter auswerten, als ein dreidimensionales thermomechanisches FE-Modell. Zum anderen ermöglicht es eine tiefere Einsicht in den Einfluss der geometrischen und materialtechnischen Designparameter des Aktors. Die Validierung des Modells anhand von Messreihen an einem Versuchsaufbau wird dargestellt und die Anwendung des Aktors zur Laserstrahlformung skizziert.