基于PZT壓電陶瓷的光相位調(diào)制！

隨著生產(chǎn)技術(shù)的更新及應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，PZT壓電陶瓷已經(jīng)廣泛進(jìn)入人們的視野，知名度也在不斷升高。

PZT壓電陶瓷具有逆壓電效應(yīng)，即在施加電壓信號(hào)下可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)電壓信號(hào)的微位移，且具有納米級(jí)高分辨率及微秒級(jí)響應(yīng)速度的特點(diǎn)，滿足對(duì)光相位調(diào)制的精度。PZT壓電陶瓷移相器也是各種干涉儀器中的主要組成部件，它的精度將直接影響干涉儀的測(cè)量精度。

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根據(jù)干涉光路的差別，使用的PZT壓電陶瓷的數(shù)量與種類各不相同，一般可分為單支和多支兩種，而根據(jù)客戶的不同使用場(chǎng)景，芯明天提供多種用于相位調(diào)制/移相的壓電陶瓷方案。

當(dāng)光纖作為光的傳播媒介時(shí)，如光纖微分干涉儀、可調(diào)諧光纖激光器等，光的位相會(huì)隨傳播的長(zhǎng)度而發(fā)生變化。例如，把光纖纏繞到PZT壓電陶瓷上，在施加電壓信號(hào)時(shí)，壓電陶瓷產(chǎn)生微形變，從而改變纏繞在壓電陶瓷上的光纖的長(zhǎng)度及折射率。當(dāng)壓電陶瓷發(fā)生周期性微形變時(shí)，光纖長(zhǎng)度周期性變化，則傳播光的位相也發(fā)生周期性的變化。對(duì)于這種情景，可選的PZT壓電陶瓷的種類非常多樣化，受尺寸、延遲時(shí)間、調(diào)整方式等多項(xiàng)因素的影響。

壓電光纖拉伸器

對(duì)于這種情形，可采用芯明天的N01系列光纖拉伸膨脹器，它具有兩種版本，都具備光纖纏繞凹槽，可將光纖直接纏繞于凹槽內(nèi)，且纏繞的光纖長(zhǎng)度可達(dá)百米以上。它的位移范圍大，徑向位移可達(dá)80μm，可大幅縮小驅(qū)動(dòng)電壓，仍可產(chǎn)生較大位移，例如在10V下，徑向位移仍可達(dá)5μm以上。?

中空式壓電陶瓷疊堆

另一種方式，是采用中空式壓電陶瓷疊堆，它沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生形變，并且中心具有通孔，通過壓電陶瓷的周期性伸長(zhǎng)形變，可周期性改變光傳播的長(zhǎng)度，從而改變光的相位。該種壓電陶瓷，在15V電壓下，可產(chǎn)生的位移>1.5μm，并且基本消除電壓信號(hào)產(chǎn)生的負(fù)面影響。

中空式壓電陶瓷，它的尺寸公差達(dá)±0.01mm，且平面度可達(dá)±5μm，非常適于光纖光的相位調(diào)制，可保證干涉儀的精度。

光纖干涉儀輸出光強(qiáng)的頻率、幅度與施加到PZT壓電陶瓷上的電壓信號(hào)的頻率與大小呈線性關(guān)系。采用中空式壓電陶瓷的光相位調(diào)制器的干涉儀，它的靈敏度非常高，非常適于對(duì)外界環(huán)境中的振動(dòng)源的監(jiān)測(cè)，以及對(duì)振動(dòng)源的振動(dòng)頻率、幅度的監(jiān)測(cè)。

Tube壓電陶瓷管

還有一種方式是采用壓電陶瓷管/環(huán)。它是沿徑向產(chǎn)生膨脹與收縮運(yùn)動(dòng)。在周期性電壓信號(hào)的作用下，壓電陶瓷管產(chǎn)生周期性膨脹運(yùn)動(dòng)，使得纏繞于外徑表面的光纖的長(zhǎng)度及折射率發(fā)生周期性變化，從而周期性改變傳輸光的位相。

壓電移相器，用于大口徑干涉儀

因原理一樣，在此也提一下大口徑干涉儀。對(duì)于大口徑的臥式水平光路的斐索干涉儀，它使用的反射鏡一般為重量較大的球面透鏡，它的測(cè)量過程是通過調(diào)整反射鏡的位置。而單個(gè)PZT壓電陶瓷難以達(dá)到要求，因此一般內(nèi)部采用多支PZT壓電陶瓷，均勻分布在一個(gè)共心圓的周圍。

大口徑干涉儀一般負(fù)載的鏡片較大、且要求中心通孔較大，對(duì)于這種應(yīng)用需求，芯明天可根據(jù)干涉儀結(jié)構(gòu)，定制設(shè)計(jì)PZT壓電移相器，例如P77系列壓電移相器，它的承載能力在正立放置時(shí)可達(dá)15kg、臥式時(shí)5kg、倒置時(shí)10kg，并且中心通光孔徑從φ36至φ260mm任意選擇，并且可定制更大孔徑、更大承載。目前標(biāo)品的行程有6μm、20μm、50μm等。該種壓電移相器，非常適于激光干涉儀，用于檢測(cè)鏡片等的平面度。lw