芯明天θx, θy 二維超精密壓電偏轉鏡/快反鏡
更新時間： 2018-06-11
P33壓電偏轉鏡是具有快速響應且體積緊湊等特點的偏轉平臺，提供頂端面的高精度角度運動，與其他執(zhí)行器相比，柔性鉸鏈導向的壓電偏轉平臺可提供更高的加速度，使階躍響應時間在亞毫秒范圍。閉環(huán)與開環(huán)版本具有6個不同的偏轉范圍，大可達27mrad的光束偏轉。
特性
• θx, θy 二維偏轉
• 大偏轉范圍13.5mrad
• 亞毫秒響應時間
• 重復定位精度可達納米級
• 溫度穩(wěn)定性高
θx、θy二維偏轉
典型應用
• 圖像處理與穩(wěn)定 • 隔行掃描、抖動
• 激光掃描 • 光束偏轉
• 光學濾波器/開關 • 激光微加工
• 自適應光學、穩(wěn)像 • 干涉
高動態(tài)、閉環(huán)版本精度高
P33系列壓電偏轉鏡采用了無摩擦、柔性鉸鏈導向結構設計，絕緣壓電陶瓷驅動，實現偏轉范圍13.5mrad，提供更高的加速度，快速響應達毫秒量級或更快。
在機械結構的合適位置采用測量的應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，產品已成功應用于衛(wèi)星激光通信等領域。
P33系列壓電偏轉鏡的固定方式分底部固定及腰部固定。
頻率負載曲線
應用實例
激光通信技術由于其通信容量大、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絡勢在必行，我國在激光通信技術領域已達到水平，比如衛(wèi)星激光通信、機載、艦載通信等，芯明天P33壓電偏轉鏡系統(tǒng)已經成功應用于衛(wèi)星激光通信及機、艦激光通信實驗中。
技術參數
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 | 鋼 | 鋼 | ||
重量 | 240 | 340 | g±5% | |
出線長 | 1.5 | 1.5 | m±10mm | |
*以上參數是采用E00系列壓電控制器測得。
壓電偏轉鏡的應用舉例
衛(wèi)星激光通信技術
衛(wèi)星間要進行可靠的通信鏈路，其關鍵的技術是實現對光信號的瞄準、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。可靠地通信要求光收發(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的要求就會導致通信鏈路的失敗，而壓電偏轉鏡就是系統(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)觀測時圖像隨風出現較大幅度的低頻抖動。為解決這一問題，首先根據望遠鏡現有的光學系統(tǒng)和風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計了基于二維轉鏡的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)。建立系統(tǒng)的傳遞函數，設計驅動控制使二維轉鏡的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)可以穩(wěn)定望遠鏡由隨機風載引起的圖像抖動。
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鏡，就可以測量出其逆壓電系數。對于在基片上的生長有透明介質膜層的厚度測定，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生兩組干涉條紋，根據干涉條紋即可測定膜層厚度。
天文觀測自適應光學技術
在地面或低空空間光通信時，必須要考慮激光在大氣介質環(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，還需要考慮受激喇曼散射、熱暈等非線性效應。大氣湍流會使激光束發(fā)生閃爍、漂移和擴展，導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，可采用自適應光學技術。自適應光學技術采用實時探測大氣參數和激光束波前變化的方法，來實時調整激光發(fā)射系統(tǒng)的光學特性，使激光以方式聚焦在干擾目標上。
光路調整
壓電偏轉鏡可產生θx, θy偏轉運動，且精度在微弧度級，可進行超高精度的角度調整。通過壓電偏轉鏡的偏轉，對光的光路進行微調整。已廣泛應用于實驗室需要光路調整的應用。
