壓電偏轉鏡是光學(xué)系統中用于校正光束傳播方向和調整光路傾斜誤差的關(guān)鍵性器件，也常被稱(chēng)為“快反鏡"、“傾斜鏡"、“章動(dòng)鏡"、“傾斜臺"等。

由于每個(gè)壓電偏轉鏡用戶(hù)的應用環(huán)境對反射鏡片的要求不同，例如反射率、輕量化要求等，因此，在通常情況下，芯明天的壓電偏轉鏡是不配備反射鏡片的，確切的講，是反射鏡片下方的傾斜臺。

對于光學(xué)元件因熱變形或光束傳播中的外界干擾等原因引起的光路偏移，壓電偏轉鏡可以起到補償作用，補償速度可達毫秒級，補償的精度可達納弧度級，因此，被廣泛應用于自適應光學(xué)、目標指向、精密跟蹤、光束控制等應用。

壓電偏轉鏡的快速響應

芯明天壓電偏轉鏡是一種快速控制反射鏡，在這個(gè)快反系統中，反射鏡片是該系統的主要載荷，它的尺寸、重量將影響著(zhù)快反系統的諧振頻率及響應速度。以芯明天P33系列壓電偏轉鏡為例，同一型號下，負載鏡片重量越大，其諧振頻率將越低，如下圖所示。

諧振頻率越低，相應的工作頻率也將隨之降低。

反射鏡片的重量也會(huì )影響到壓電偏轉鏡的響應速度，響應速度與工作頻率的定義是不同的，通常指的是由零位到達目標位置所需的時(shí)間。但在實(shí)際應用中，響應速度經(jīng)常被以帶寬來(lái)表述。下圖為實(shí)測芯明天P34.T2S壓電偏轉鏡配套E51.B3壓電控制器，達80%偏轉行程的響應時(shí)間為3ms，帶載200g負載后達滿(mǎn)行程的響應時(shí)間約15ms。

壓電偏轉鏡的高轉向精度

芯明天壓電偏轉鏡的內部結構是由多支壓電陶瓷來(lái)驅動(dòng)，可通過(guò)差分控制方式來(lái)驅動(dòng)壓電偏轉鏡頂端移動(dòng)臺面的偏轉。

在高精度、高穩定性的電壓驅動(dòng)下，壓電陶瓷的直線(xiàn)位移步進(jìn)可在幾個(gè)納米范圍，轉換為壓電偏轉鏡移動(dòng)臺面的偏轉運動(dòng)后，可使得壓電偏轉鏡的偏轉分辨率在納弧度級。

但壓電陶瓷具有遲滯和蠕變特性，它的電壓與位移曲線(xiàn)呈現大致線(xiàn)性，但在相同電壓下的重復性很低。在動(dòng)態(tài)快速掃描應用中，可不受該特性的影響，但在靜態(tài)或要求重復度的掃描應用中，是不希望存在該特性的。

為解決此問(wèn)題，芯明天公司通過(guò)在壓電偏轉鏡內部集成閉環(huán)傳感器，不僅不會(huì )增加壓電偏轉鏡的外形尺寸，同時(shí)保證了壓電偏轉鏡掃描及定位的精度。

下圖中為開(kāi)環(huán)P33.T8K與閉環(huán)P33.T8S 壓電偏轉鏡的電壓與偏轉角度曲線(xiàn)，從曲線(xiàn)中可看出，配有閉環(huán)傳感器的P33.T8S壓電偏轉鏡的電壓與位移曲線(xiàn)可呈線(xiàn)性關(guān)系。

壓電偏轉鏡的鏡片安裝方式

芯明天壓電偏轉鏡/臺與反射鏡片間的安裝分為粘接、機械夾持、定制鏡片座或定制鏡片帽四種方式，其中較為普遍的方式為粘接和定制鏡片安裝夾具。

粘接安裝

標準鏡片的抱夾安裝

定制鏡片安裝座/帽安裝

需要注意的是，采用額外機械夾持的鏡片安裝方式，會(huì )增大壓電偏轉鏡的載荷，從而降低壓電偏轉鏡的諧振頻率及工作頻率。而粘接方式，對頻率影響較小。

如下圖所示，是5臺壓電偏轉鏡的壓電控制器集成于一體，它是基于芯明天E70.D3S系列壓電控制器進(jìn)行安裝結構改裝，使其更易于集成到用戶(hù)的使用結構中。該壓電控制器的工作帶寬可達10kHz。

壓電偏轉鏡的強抗振能力

對于在外界振動(dòng)特殊環(huán)境中的應用，芯明天公司采用抗振加固型壓電偏轉鏡，對內部結構進(jìn)行加固，更換宇航器件，改變閉環(huán)方式，獲取更高定位精度。

定制航空航天擺鏡抗振測試安裝圖