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圖文詳解快反鏡的工作原理與典型應用
- 分類(lèi)：技術(shù)文章
- 作者：
- 來(lái)源：
- 發(fā)布時(shí)間：2023-04-07 14:43
- 訪(fǎng)問(wèn)量：
【概要描述】
圖文詳解快反鏡的工作原理與典型應用
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關(guān)于快反鏡
快速反射鏡（FSM）簡(jiǎn)稱(chēng)“快反鏡”，是可以精確控制光束方向的一種光、機、電一體化精密裝置，通常也稱(chēng)為偏擺鏡或精瞄鏡。與高靈敏度、高響應速度的傳感器相結合, 構成高精度光學(xué)掃描跟蹤系統, 具有極高的角度分辨率、響應速度和帶寬。
快反鏡是光電精密跟蹤系統中重要的一部分，用來(lái)精確控制光束方向?？旆寸R響應速度快，控制精度高?？梢杂脕?lái)校正光路中的傾斜誤差，也可以用來(lái)穩定光束的指向，還可以用在快速跟蹤系統中?？旆寸R在驅動(dòng)元件作用下控制反射鏡面的快速高頻轉動(dòng)，實(shí)現光束的高速精確指向、穩定和跟蹤。
快反鏡的工作原理
快反鏡主要由壓電陶瓷、柔性鉸鏈、殼體、位移傳感器及其內部走線(xiàn)組成。其中驅動(dòng)元件為壓電陶瓷，傳動(dòng)機構為柔性鉸鏈，測量元件是應變片，反射鏡以螺紋連接或吸附的方式安裝于壓電偏擺鏡的運動(dòng)平臺上，以反射鏡反射激光確定角度的偏轉，從而實(shí)現高精度定位。
以四點(diǎn)驅動(dòng)快反鏡為例，二維工作臺示意圖如下，其中A、B、C、D都是壓電陶瓷驅動(dòng)器，此快速偏擺鏡四個(gè)驅動(dòng)元件在XY 平面內成90°均布。
偏擺鏡是利用壓電陶瓷的逆壓電效應驅動(dòng)偏擺鏡片進(jìn)行工作的。在工作時(shí)，通過(guò)控制器給壓電陶瓷施加電壓，使其伸長(cháng)或縮短，待伸長(cháng)量約為自身最大位移的一半時(shí)，將此時(shí)偏轉平臺的鏡面位置作為基準面。壓電陶瓷A、C 兩端的控制電壓保持不變，改變安裝在X軸向的兩支壓電陶瓷B、D 的控制電壓，使其中的一支壓電陶瓷伸長(cháng)另一支縮短，將兩支壓電陶瓷的運動(dòng)通過(guò)柔性環(huán)的彈性變形傳動(dòng)，這樣就實(shí)現了偏轉平臺繞Y軸的偏轉運動(dòng)，同理，可以實(shí)現偏轉鏡繞X軸的偏轉。
注：壓電陶瓷的逆壓電效應是表示通過(guò)電場(chǎng)使壓電材料變形。
快反鏡的應用領(lǐng)域
快反鏡具有快速響應、高分辨率和穩定性等特點(diǎn)，作為精密的激光微動(dòng)控制設備，常用于：激光通信、光束對準、自適用光學(xué)、超分辨率成像、光學(xué)穩像、圖像運動(dòng)補償、精密的激光加工等多個(gè)領(lǐng)域。利用快反鏡的大帶寬和高精度的特點(diǎn)，使得光電傳感器的輸出圖像與運動(dòng)載體的各種擾動(dòng)高度隔離，能達到幾個(gè)μrad以?xún)鹊姆€定精度。
激光通信作為時(shí)下的熱門(mén)應用之一，也是偏擺鏡的常見(jiàn)應用領(lǐng)域。激光通信即自由空間激光通信，是指直接利用激光光束作為信息載體進(jìn)行的平臺間通信。與傳統的微波通信相比，自由空間激光通信具有更多優(yōu)點(diǎn)：
1） 增加了通信帶寬，信息容量加大；
2） 通信終端尺寸小，重量輕，功耗低；
3） 方向性強，功率密度大；
4） 高度的保密性；
5） 深空對光波是一種優(yōu)良的傳輸媒質(zhì)，光波在深空中的傳輸損耗非常小。
在自由空間光通信 (FSO) 中，完成大量數據在地球上、飛機上或太空中的衛星之間的兩點(diǎn)之間“傳輸”。正是由于激光通信光束極其狹窄的特性，使得接收端捕捉和跟蹤光束變得十分困難。因此捕獲、跟蹤、瞄準（Acquisition、Tracking、Pointing，總稱(chēng)ATP）技術(shù)就成為衛星光通信的關(guān)鍵技術(shù)之一?？旆寸R則在A(yíng)TP中扮演重要角色。
快反鏡需要提供快速響應、高分辨率和穩定性，這是掃描、跟蹤、圖像穩定和自由空間光通信等應用的理想先決條件。
三英精控快反鏡
三英精控高速偏擺鏡具有高精度、快速響應等優(yōu)良特點(diǎn)，在激光雷達、激光衛星通信、光學(xué)穩像等領(lǐng)域中得到廣泛應用。
三英精控高速偏擺鏡采用壓電陶瓷驅動(dòng)，內部使用無(wú)回差柔性鉸鏈并聯(lián)導向結構，采用有限方針?lè )治鰞?yōu)化柔性鉸鏈結構，緊湊的差分并聯(lián)結構柔性導向系統具有超高的導向精度，且具有高剛性、高負載、無(wú)磨損、免維護等特點(diǎn)。
高速偏擺鏡內置精密位移傳感器進(jìn)行全閉環(huán)的位置反饋，確保了高速偏擺鏡具有極佳的運動(dòng)控制精度，定位精度，分辨率和穩定性可以達到納米量級，緊湊型設計，可以更好的集成于光學(xué)系統。
三英精控還可以根據不同需求來(lái)進(jìn)行定制，具有極高的靈活性，操作簡(jiǎn)便，滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)合。更多產(chǎn)品信息，請持續關(guān)注三英精控微信公眾平臺或致電咨詢(xún)。
咨詢(xún)熱線(xiàn)：18526695114
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