S37系列高可靠工業(yè)級(jí)、宇航級(jí)壓電偏轉(zhuǎn)鏡

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

今天為大家?guī)?lái)一款高性能、高可靠、工業(yè)級(jí)及宇航級(jí)的S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡。

壓電偏轉(zhuǎn)鏡是芯明天壓電運(yùn)動(dòng)系列產(chǎn)品之一，它可產(chǎn)生一維或多維偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，例如在θx、θy軸的快速偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(gè)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(jì)，使得它的可靠性及動(dòng)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(dòng)態(tài)性低的問(wèn)題。

特點(diǎn)

? 高可靠性

? 抗振加固

? 全閉環(huán)高精度

? 開(kāi)/閉環(huán)可選

? 工業(yè)級(jí)/軍品級(jí)/宇航級(jí)

應(yīng)用舉例

? 圖像處理/穩(wěn)定 ? 隔行掃描，抖動(dòng)

? 光過(guò)濾/開(kāi)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(shí)，行程越大的壓電偏轉(zhuǎn)鏡，它的長(zhǎng)度越長(zhǎng)。而在長(zhǎng)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(duì)壓電偏轉(zhuǎn)鏡的可靠性要求越來(lái)越高，很多標(biāo)準(zhǔn)品已不能滿足應(yīng)用要求。為解決此問(wèn)題，芯明天采用抗震加固、全閉環(huán)的方式，以達(dá)到最優(yōu)化的可靠性及精度，并且通過(guò)了第三方的抗振實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡的功能是帶動(dòng)反射鏡產(chǎn)生快速偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)響應(yīng)速度可達(dá)毫秒量級(jí)，偏轉(zhuǎn)精度在納弧度量級(jí)，這是普通的振鏡、音圈電機(jī)所達(dá)不到的。這些特點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，它是基于平行運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)，具有共面軸及移動(dòng)面。四個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為四支壓電促動(dòng)器，以90°角平分放置，成對(duì)的差分控制分布。兩對(duì)差分驅(qū)動(dòng)壓電促動(dòng)器在較大溫度范圍內(nèi)提供最高可實(shí)現(xiàn)的角度穩(wěn)定性。它的偏擺運(yùn)動(dòng)是由兩對(duì)壓電促動(dòng)器以推拉模式來(lái)實(shí)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(dòng)結(jié)構(gòu)的合適位置采用絕對(duì)測(cè)量的傳感器來(lái)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(hào)，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(kāi)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(yàn)報(bào)告

芯明天S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡通過(guò)了第三方進(jìn)行的環(huán)境試驗(yàn)報(bào)告，包括S37系列中位移最大、體積最長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，它的應(yīng)用是以對(duì)光的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)為主。壓電偏轉(zhuǎn)鏡的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)精度高，則它就非常適于較長(zhǎng)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(hào)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(duì)準(zhǔn)，因此衛(wèi)星激光通信就需要非常高精度的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。

對(duì)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(duì)準(zhǔn)。

? 光路穩(wěn)定系統(tǒng)

光在傳輸過(guò)程中，會(huì)因外界各種干擾或環(huán)境因素等造成光路的不穩(wěn)，這對(duì)于光通信或成像等應(yīng)用是非常不利的。為了消除或補(bǔ)償這種光路的不穩(wěn)或偏差，可通過(guò)芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡進(jìn)行快速、高精度的調(diào)節(jié)與補(bǔ)償。在極短時(shí)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(hù)提供激光穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)的整個(gè)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(hào)探測(cè)器、分光片、光機(jī)械等。

基本原理為激光器發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)干擾用壓電偏轉(zhuǎn)鏡及補(bǔ)償用壓電偏轉(zhuǎn)鏡反射后，被PSD光信號(hào)位置傳感器接收，并反饋給補(bǔ)償用壓電偏轉(zhuǎn)鏡控制器，通過(guò)其內(nèi)部偏差比較電路的計(jì)算，輸出補(bǔ)償電壓，驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償用壓電偏轉(zhuǎn)鏡進(jìn)行角度調(diào)整，將干擾信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)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(hào)下，經(jīng)過(guò)閉環(huán)補(bǔ)償后，干擾信號(hào)可減小至5微米以下。

? 光學(xué)成像系統(tǒng)

在光學(xué)成像過(guò)程中，由于平臺(tái)振動(dòng)和姿態(tài)隨機(jī)擾動(dòng)等各種影響因素都會(huì)使相機(jī)光軸偏移，使目標(biāo)與焦面相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在焦面上產(chǎn)生像移，從而會(huì)造成成像模糊問(wèn)題。例如，在地面天文觀測(cè)中，由于大氣湍流和望遠(yuǎn)鏡的抖動(dòng)等原因也會(huì)造成望遠(yuǎn)鏡焦平面圖像的隨機(jī)抖動(dòng)，極大地降低了望遠(yuǎn)鏡的空間分辨率。

抑制光束抖動(dòng)的最有效方案是利用捕獲、跟蹤和瞄準(zhǔn)（ATP）系統(tǒng)中的精跟蹤環(huán)進(jìn)行補(bǔ)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(diǎn)成為首選的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

? 快速激光加工

對(duì)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(duì)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(wèn)題。

在涉及到微米級(jí)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(diǎn)。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