Deforme olabilen ayna
Deforme olabilen ayna konseptleri

Parçalı konsept aynalar, birbirinden bağımsız düz ayna parçalarından oluşur. Her parça, dalga cephesi üzerindeki bölgelerin ortalama değerine yaklaşmak için küçük bir mesafe ileri ya da geri hareket edebilir. Bu aynaların avantajı, aktüatörlerin birbirleri ile çok az veya sıfır etkileşime sahip olmalarıdır. Parçalı aktüatör bölümlerinden oluşan bu yaklaşım, düzgün kesintisiz dalga cepheleri için yeteri kadar iyi çalışmaz. Parçaların keskin kenarları ve parçalar arasındaki boşluklar, ışık saçılımına katkıda bulunur. Bu nedenle uygulama alanları, saçılmış ışığa duyarlı olmayanlarla sınırlanmıştır. Her parça başına üç serbestlik derecesinin eklenmesiyle, parçalı aynanın performansında önemli bir iyileşme sağlanabilir: piston, x ve y eğimi. Bu aynalar, piston parçalı aynalara kıyasla üç kat daha fazla aktüatöre sahip olmayı gerektirir. Bu konsept, birincil ayna olarak büyük parçalı aynalara sahip olan Keck teleskopları, James Webb Uzay Teleskobu ve gelecekteki E-ELT için kullanıldı. Parçaları doğru şekilde eş fazlı hale getirmek ve parça şekilleri ve boşluklarının neden olduğu kırınım desenlerini azaltmak için çok sayıda yöntem mevcuttur. NASA'nın Büyük UV Optik Kızılötesi Araştırmacısı gibi gelecekteki büyük uzay tabanlı teleskop da, parçalı birincil aynaya sahip olacak. Kontrastı artırmaya yönelik sağlam yöntemlerin geliştirilmesi, ötegezegenlerin doğrudan görüntülenmesi ve karakterizasyonu için bir anahtardır.
Ayrık aktüatörlerden oluşan, kesintisiz düz ayna konsepti, ince, deforme olabilen bir zarın ile oluşturulur. Plakanın şekli, arka tarafına sabitlenen bir dizi ayrı aktüatör tarafından kontrol edilir. Aynanın şekli ön panele uygulanan kuvvetlerin kombinasyonuna, sınır koşullarına (plakanın aynaya sabitlenme şekli) ve plakanın geometrisi ve malzemesine bağlıdır. Bu aynalar, çok büyük (birkaç bine kadar) serbestlik derecesine sahiptir ve hassas dalga cephesi kontrolüne olanak tanır.
Manyetik konseptli aynalar, ses bobinleri ve mıknatıslar tarafından çalıştırılan ince, esnek, sürekli bir zardan oluşur. Bu teknoloji, çok farklı performanslara ulaşmak için mükemmel tasarım esnekliği sağlar. Yapılan tasarım tercihlerine bağlı olarak, yüz mikrona kadar deformasyona sahip rakipsiz bir piston veya zaman diliminde çok yüksek bir hız elde edebilirler. Zar tek bir malzeme tabakası olduğundan çok yüksek optik kaliteye de ulaşılabilir. Bu teknoloji iyi bir kararlılık sergileyebilir ve şeklini haftalarca neredeyse hiç değişmeden koruyabilir. Aktüatör sayısı onlarca aktüatörden birkaç bin aktüatöre kadar değişebilir.
MEMS konsept aynaları, mikro yüzey işleme teknolojileri kullanılarak üretilir. Çok sayıda aktüatör tarafından kontrol edilen ince, yansıtıcı bir zardan oluşurlar. MEMS aynaları, geleneksel uyarlanabilir optik sistemlerinin yüksek fiyat eşiğini kırabilir. Daha uygun maliyetli bir fiyata daha yüksek aktüatör sayısı elde etmeyi mümkün kılarak, yüksek doğruluklu dalga cephesi düzeltmesine olanak tanırlar. MEMS aynaları, sınırlı histerezis ile aktüatörlerden  hızlı yanıt süreleri sunar. Ek bir fayda da, mikro işleme teknolojilerinin, daha fazla sayıda aktüatörle daha ucuz ve daha hafif, deforme olabilen aynalar oluşturmak için ölçek ekonomisi avantajına olanak sağlamasıdır.
Zar konseptli aynalar, sağlam, düz bir çerçeve üzerine gerilmiş ince iletken ve yansıtıcı bir zardan oluşur. Zarın altına veya üstüne yerleştirilebilen elektrostatik elektrot aktüatörlerine kontrol voltajları uygulanarak, zar elektrostatik olarak deforme edilebilir. Zarın üzerine yerleştirilmiş elektrotlar varsa bunlar şeffaftır. Aynanın altına yerleştirilen tek grup elektrot ile aynayı çalıştırmak mümkündür. Bu durumda, zarı başlangıçta küresel hale getirmek için tüm elektrotlara bir ön gerilim voltajı uygulanır. Zar referans küreye göre ileri geri hareket edebilir.
Kristal konseptli aynalar iki veya daha fazla farklı malzeme katmanından oluşur. Bir veya daha fazla aktif katman, piezoelektrik malzemeden üretilir. Elektrot yapısı, yerel tepkiyi kolaylaştırmak için aktif katman üzerinde şekillendirilmiştir. Ayna, bir veya daha fazla elektrota voltaj uygulandığında deforme olur, bu da elektrotların yanlamasına uzamasına neden olur ve bu da yerel ayna eğriliğine neden olur. Kristal aynalar nadiren 100'den fazla elektrotla yapılır.
Ferro sıvı konsept aynaları, bir sıvı taşıyıcı içinde dağılmış küçük ferromanyetik nanopartikül (yaklaşık 10 adet) süspansiyonla yapılan sıvı deforme olabilen aynalardır. Harici bir manyetik alanın varlığında ferromanyetik parçacıklar alanla aynı hizaya gelir, sıvı mıknatıslanır ve yüzeyi manyetik, yerçekimi ve yüzey gerilimi kuvvetleri arasındaki dengenin yönettiği bir şekil alır. Uygun manyetik alan geometrileri kullanılarak ferro akışkanın yüzeyinde istenilen herhangi bir şekil üretilebilir. Bu yeni konsept, düşük maliyetli, yüksek piston büyüklüğüne sahip ve çok sayıda aktüatörle deforme olabilen aynalar için potansiyel bir alternatif sunuyor.
VLT'nin Deforme Olabilen İkincil Aynası
ESO'nun Çok Büyük Teleskop Uyarlanabilir Optik Tesisi'nde ince ayna. Ayna 1120 milimetre çapında, ancak yalnızca 2 milimetre kalınlığındadır.
Ferro sıvı deforme edilebilir bir ayna