芯明天θx, θy 二維超精密壓電偏轉(zhuǎn)鏡/快反鏡
更新時間: 2018-06-11
P33壓電偏轉(zhuǎn)鏡是具有快速響應(yīng)且體積緊湊等特點的偏轉(zhuǎn)平臺,提供頂端面的高精度角度運動,與其他執(zhí)行器相比,柔性鉸鏈導(dǎo)向的壓電偏轉(zhuǎn)平臺可提供更高的加速度,使階躍響應(yīng)時間在亞毫秒范圍。閉環(huán)與開環(huán)版本具有6個不同的偏轉(zhuǎn)范圍,大可達27mrad的光束偏轉(zhuǎn)。
特性
• θx, θy 二維偏轉(zhuǎn)
• 大偏轉(zhuǎn)范圍13.5mrad
• 亞毫秒響應(yīng)時間
• 重復(fù)定位精度可達納米級
• 溫度穩(wěn)定性高
θx、θy二維偏轉(zhuǎn)
典型應(yīng)用
• 圖像處理與穩(wěn)定 • 隔行掃描、抖動
• 激光掃描 • 光束偏轉(zhuǎn)
• 光學(xué)濾波器/開關(guān) • 激光微加工
• 自適應(yīng)光學(xué)、穩(wěn)像 • 干涉
高動態(tài)、閉環(huán)版本精度高
P33系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡采用了無摩擦、柔性鉸鏈導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計,絕緣壓電陶瓷驅(qū)動,實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)范圍13.5mrad,提供更高的加速度,快速響應(yīng)達毫秒量級或更快。
在機械結(jié)構(gòu)的合適位置采用測量的應(yīng)變傳感器來得到高穩(wěn)定性及定位精度,他們提供了較高的帶寬并向控制器發(fā)送定位反饋信號,傳感器以橋式配置連接以消除熱漂移從而確保的穩(wěn)定性。
大可帶載鏡片直徑40mm,產(chǎn)品已成功應(yīng)用于衛(wèi)星激光通信等領(lǐng)域。
P33系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡的固定方式分底部固定及腰部固定。
頻率負載曲線
應(yīng)用實例
激光通信技術(shù)由于其通信容量大、傳輸距離遠、保密性好、抗干擾能力強等特點受到世界各國的重視,因為建立空天地海一體化通信網(wǎng)絡(luò)勢在必行,我國在激光通信技術(shù)領(lǐng)域已達到水平,比如衛(wèi)星激光通信、機載、艦載通信等,芯明天P33壓電偏轉(zhuǎn)鏡系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于衛(wèi)星激光通信及機、艦激光通信實驗中。
技術(shù)參數(shù)
型號 | 尾綴S-閉環(huán) 尾綴K-開環(huán) | P33.T4S P33.T4K | P33.T8S P33.T8K | 單位 |
運動自由度 | θx, θy | θx, θy | ||
標稱行程范圍 (0~120V) | 5或±2.5 | 10或±5 | mrad ±20% | |
大行程范圍 (-20~150V) | 6.8或 ±3.4 | 13.5或 ±6.75 | mrad ±20% | |
傳感器類型 | SGS/- | SGS/- | ||
閉/開環(huán)分辨率 | 0.25/0.1 | 0.5/0.2 | nm | |
閉環(huán)線性度 | 0.2/- | 0.25/- | %F.S. | |
閉環(huán)重復(fù)定位精度 | 0.02/- | 0.02/- | %F.S. | |
空載諧振頻率 | 3.4 | 3.1 | kHz±20% | |
閉/開環(huán)空載階躍時間 | 3/2 | 8/4 | ms±20% | |
閉環(huán)空載 工作頻率 | 10%行程 | 500 | 150 | Hz±20% |
行程 | 40 | 15 | ||
靜電容量 | 0.8/軸 | 14.5/軸 | μF±20% | |
材質(zhì) | 鋼 | 鋼 | ||
重量 | 240 | 340 | g±5% | |
出線長 | 1.5 | 1.5 | m±10mm |
*以上參數(shù)是采用E00系列壓電控制器測得。
壓電偏轉(zhuǎn)鏡的應(yīng)用舉例
衛(wèi)星激光通信技術(shù)
衛(wèi)星間要進行可靠的通信鏈路,其關(guān)鍵的技術(shù)是實現(xiàn)對光信號的瞄準、捕獲和跟蹤(簡稱PAT)。由于衛(wèi)星間的信號傳輸光束束寬非常窄、傳輸距離長,所以對衛(wèi)星光通信PAT系統(tǒng)的控制精度要求遠高于對衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)的要求??煽康赝ㄐ乓蠊馐瞻l(fā)端之間視軸跟蹤精度為亞微弧度量級,所以這就對精瞄系統(tǒng)提出了較高精度要求,如果精瞄系統(tǒng)的精度和工作帶寬達不到相應(yīng)的要求就會導(dǎo)致通信鏈路的失敗,而壓電偏轉(zhuǎn)鏡就是系統(tǒng)中的精瞄準器件。
天文圖像穩(wěn)定控制
由于1m太陽望遠鏡采用圓頂移開并遠離望遠鏡的敞開式觀測模式,使得望遠鏡跟蹤系統(tǒng)觀測時圖像隨風(fēng)出現(xiàn)較大幅度的低頻抖動。為解決這一問題,首先根據(jù)望遠鏡現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)和風(fēng)載影響下焦面圖像抖動的特點,在氧化鈦高分辨率成像通道中設(shè)計了基于二維轉(zhuǎn)鏡的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)。建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù),設(shè)計驅(qū)動控制使二維轉(zhuǎn)鏡的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)可以穩(wěn)定望遠鏡由隨機風(fēng)載引起的圖像抖動。
邁克爾遜干涉儀
邁克爾遜干涉儀是根據(jù)光的干涉原理制成的精密測量儀器,它可精密地測量長度的微小變化率等。壓電陶瓷材料在電場作用下會產(chǎn)生伸縮且伸縮量極小,將邁克爾遜干涉儀的反射鏡用壓電陶瓷偏轉(zhuǎn)鏡,就可以測量出其逆壓電系數(shù)。對于在基片上的生長有透明介質(zhì)膜層的厚度測定,將樣品置于邁克爾遜光路的一臂,由膜層前后兩面間的反射光與來自干涉光路另一臂的反射光將產(chǎn)生兩組干涉條紋,根據(jù)干涉條紋即可測定膜層厚度。
天文觀測自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)
在地面或低空空間光通信時,必須要考慮激光在大氣介質(zhì)環(huán)境下傳輸問題。對于強激光,其能量的損耗不僅要考慮線性效應(yīng),還需要考慮受激喇曼散射、熱暈等非線性效應(yīng)。大氣湍流會使激光束發(fā)生閃爍、漂移和擴展,導(dǎo)致激光束能量衰減并偏離目標。為了補償激光大氣傳輸時受到的湍流等影響,可采用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)。自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)采用實時探測大氣參數(shù)和激光束波前變化的方法,來實時調(diào)整激光發(fā)射系統(tǒng)的光學(xué)特性,使激光以方式聚焦在干擾目標上。
光路調(diào)整
壓電偏轉(zhuǎn)鏡可產(chǎn)生θx, θy偏轉(zhuǎn)運動,且精度在微弧度級,可進行超高精度的角度調(diào)整。通過壓電偏轉(zhuǎn)鏡的偏轉(zhuǎn),對光的光路進行微調(diào)整。已廣泛應(yīng)用于實驗室需要光路調(diào)整的應(yīng)用。
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