S37系列高可靠工業(yè)級、宇航級壓電偏轉(zhuǎn)鏡

芯明天公司專業(yè)研發(fā)、設(shè)計、加工及生產(chǎn)壓電偏轉(zhuǎn)鏡達16年之久，具有著非常豐富的壓電偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)計及生產(chǎn)經(jīng)驗，為用戶解決了各種參數(shù)及使用環(huán)境的問題。

今天為大家?guī)硪豢罡咝阅?、高可靠?a target="_blank">工業(yè)級及宇航級的S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡。

壓電偏轉(zhuǎn)鏡是芯明天壓電運動系列產(chǎn)品之一，它可產(chǎn)生一維或多維偏轉(zhuǎn)運動，例如在θx、θy軸的快速偏轉(zhuǎn)運動，它廣泛應(yīng)用于光通信、穩(wěn)像、光路調(diào)節(jié)、激光加工、激光合束等領(lǐng)域。

S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡具有T2、T3、T4、T5、T6、T8等多個版本，行程依次增大，從2.5mrad至13.5mrad。S37.T8壓電偏轉(zhuǎn)鏡具有13.5mrad的偏轉(zhuǎn)行程范圍，因其抗振設(shè)計，使得它的可靠性及動態(tài)性也非常優(yōu)秀，這很好的解決了壓電偏轉(zhuǎn)鏡大行程下動態(tài)性低的問題。

特點

? 高可靠性

? 抗振加固

? 全閉環(huán)高精度

? 開/閉環(huán)可選

? 工業(yè)級/軍品級/宇航級

應(yīng)用舉例

? 圖像處理/穩(wěn)定 ? 隔行掃描，抖動

? 光過濾/開關(guān) ? 掃描顯微等

? 激光掃描/光束偏轉(zhuǎn)與穩(wěn)定 ? 光學(xué)

一般情況下，外形直徑相同時，行程越大的壓電偏轉(zhuǎn)鏡，它的長度越長。而在長度增加的基礎(chǔ)上，壓電偏轉(zhuǎn)鏡的可靠性將隨之降低。但目前很多應(yīng)用對壓電偏轉(zhuǎn)鏡的可靠性要求越來越高，很多標準品已不能滿足應(yīng)用要求。為解決此問題，芯明天采用抗震加固、全閉環(huán)的方式，以達到最優(yōu)化的可靠性及精度，并且通過了第三方的抗振實驗測試。

S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡的功能是帶動反射鏡產(chǎn)生快速偏轉(zhuǎn)運動，偏轉(zhuǎn)響應(yīng)速度可達毫秒量級，偏轉(zhuǎn)精度在納弧度量級，這是普通的振鏡、音圈電機所達不到的。這些特點使其非常適用于完成光路的快速轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)。

結(jié)構(gòu)原理

S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡可產(chǎn)生θx、θy二維偏轉(zhuǎn)運動，它是基于平行運動學(xué)設(shè)計，具有共面軸及移動面。四個執(zhí)行機構(gòu)為四支壓電促動器，以90°角平分放置，成對的差分控制分布。兩對差分驅(qū)動壓電促動器在較大溫度范圍內(nèi)提供最高可實現(xiàn)的角度穩(wěn)定性。它的偏擺運動是由兩對壓電促動器以推拉模式來實現(xiàn)，采用橋式連接電路控制。

全閉環(huán)，更高精度

在執(zhí)行驅(qū)動結(jié)構(gòu)的合適位置采用絕對測量的傳感器來得到高穩(wěn)定性及定位精度，他們提供了較高的帶寬并向控制器反饋代表位置信息的電信號，傳感器以橋式配置連接以消除熱漂移從而確保優(yōu)質(zhì)的穩(wěn)定性。

電壓與位移曲線舉例

S37.T5S閉環(huán)位移曲線

S37.T8K開環(huán)位移曲線

技術(shù)參數(shù)

S37.T2、S37.T3技術(shù)參數(shù)

S37.T4、S37.T5技術(shù)參數(shù)

S37.T6、S37.T8技術(shù)參數(shù)

第三方環(huán)境試驗報告

芯明天S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡通過了第三方進行的環(huán)境試驗報告，包括S37系列中位移最大、體積最長的S37.T8S/K壓電偏轉(zhuǎn)鏡，充分證明了S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡的高可靠性、高抗振能力。

壓電偏轉(zhuǎn)鏡應(yīng)用舉例

?衛(wèi)星激光通信

壓電偏轉(zhuǎn)鏡主要作用是用于帶載鏡片做偏轉(zhuǎn)運動，它的應(yīng)用是以對光的方向進行調(diào)節(jié)為主。壓電偏轉(zhuǎn)鏡的一個突出優(yōu)點是角度調(diào)節(jié)精度非常高，可小于0.01"。既然偏轉(zhuǎn)角度小且偏轉(zhuǎn)運動精度高，則它就非常適于較長距離的光傳輸方向的調(diào)節(jié)，例如衛(wèi)星激光通信。衛(wèi)星與地面間的信號傳輸通信是很難做到的，原因是光束的發(fā)散角很小，非常不易對準，因此衛(wèi)星激光通信就需要非常高精度的瞄準系統(tǒng)。

對于目前火熱的星鏈建設(shè)，一樣需要壓電偏轉(zhuǎn)鏡完成光路的精確對準。

? 光路穩(wěn)定系統(tǒng)

光在傳輸過程中，會因外界各種干擾或環(huán)境因素等造成光路的不穩(wěn)，這對于光通信或成像等應(yīng)用是非常不利的。為了消除或補償這種光路的不穩(wěn)或偏差，可通過芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡進行快速、高精度的調(diào)節(jié)與補償。在極短時間內(nèi)完成光路偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，是壓電偏轉(zhuǎn)鏡得以成功應(yīng)用的必不可少的因素之一。

芯明天也可為科研型用戶提供激光穩(wěn)定實驗的整個激光穩(wěn)定系統(tǒng)，包括激光器、壓電偏轉(zhuǎn)鏡及控制系統(tǒng)、PSD位置信號探測器、分光片、光機械等。

基本原理為激光器發(fā)出的光束經(jīng)過干擾用壓電偏轉(zhuǎn)鏡及補償用壓電偏轉(zhuǎn)鏡反射后，被PSD光信號位置傳感器接收，并反饋給補償用壓電偏轉(zhuǎn)鏡控制器，通過其內(nèi)部偏差比較電路的計算，輸出補償電壓，驅(qū)動補償用壓電偏轉(zhuǎn)鏡進行角度調(diào)整，將干擾信號進行補償、衰減。

芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡在X向或Y向150微米、10Hz干擾信號下，經(jīng)過閉環(huán)補償后，干擾信號可減小至5微米以下。

? 光學(xué)成像系統(tǒng)

在光學(xué)成像過程中，由于平臺振動和姿態(tài)隨機擾動等各種影響因素都會使相機光軸偏移，使目標與焦面相對運動，在焦面上產(chǎn)生像移，從而會造成成像模糊問題。例如，在地面天文觀測中，由于大氣湍流和望遠鏡的抖動等原因也會造成望遠鏡焦平面圖像的隨機抖動，極大地降低了望遠鏡的空間分辨率。

抑制光束抖動的最有效方案是利用捕獲、跟蹤和瞄準（ATP）系統(tǒng)中的精跟蹤環(huán)進行補償，壓電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)因其穩(wěn)定性好、能量耗損小、鏡面反射率高、偏轉(zhuǎn)分辨率高、偏轉(zhuǎn)速度快等特點成為首選的執(zhí)行機構(gòu)。

? 快速激光加工

對于加工孔徑及孔距精度要求非常高，例如幾微米至幾百微米的孔徑、幾十微米的孔距等，利用芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡對激光的精確方向控制及它的快速響應(yīng)速度等特性，可以徹底解決微小孔加工精度低、孔徑不圓滑等問題。

在涉及到微米級小孔的超快激光加工應(yīng)用中集成壓電偏轉(zhuǎn)鏡，具有加工精度高、加工速度快等特點。已廣泛應(yīng)用于航天器件微小孔加工、異形孔加工等領(lǐng)域。

審核編輯黃宇