光是一種電磁波，電磁波具有幅度、頻率、相位等特點(diǎn)，通過(guò)調節電磁波的這三種特性，可以表達不同的狀態(tài)，通常稱(chēng)為調幅、調頻、調相。

光學(xué)科學(xué)與許多學(xué)科相關(guān)，包括天文學(xué)、各種工程領(lǐng)域、攝影和醫學(xué)（尤其是眼科和驗光儀，稱(chēng)為生理光學(xué)）。在各種技術(shù)和日常物體中也都可以找到光學(xué)的實(shí)際應用，包括鏡片、鏡頭、望遠鏡、顯微鏡、激光器和光纖等。

在各種光學(xué)的應用中，想利用光達到應用的目的，就需要對光進(jìn)行控制，包括方向、相位等。而這些調整控制，都需要相應的調整工具。并且，因光的波長(cháng)一般在微米、納米間，因此對光的參數調整，通常要求非常高的精度。

芯明天專(zhuān)注于壓電納米運動(dòng)與控制系統，專(zhuān)為高精度的運動(dòng)控制提供解決方案。在光路調整中，可以選擇芯明天的哪些壓電微納米運動(dòng)產(chǎn)品？

光路的方向是指光傳輸的方向，光路的方向控制是指改變光的傳輸方向。可以選擇以下幾種產(chǎn)品對光路的方向進(jìn)行調節。

芯明天壓電偏轉鏡內部采用差分控制方式，驅動(dòng)內部壓電陶瓷以推拉形式運動(dòng)，使得壓電偏轉鏡的移動(dòng)平面產(chǎn)生偏轉運動(dòng)。它的特點(diǎn)是偏轉速率快、偏轉分辨率高，分別可達毫秒量級、納弧度量級。

芯明天壓電偏轉鏡可產(chǎn)生θx、θy兩軸偏轉運動(dòng)，也可選配Z向直線(xiàn)運動(dòng)。運動(dòng)效果如下所示。

壓電偏轉鏡的特點(diǎn)使其非常適用于光路的方向控制，且它的反應迅速，使得它的應用范圍非常廣泛，從科研到工業(yè)，再到宇航，都有壓電偏轉鏡的身影。例如，在科研的激光光路穩定實(shí)驗中光路的控制，工業(yè)應用里激光加工中光路的控制，宇航中的激光通信、圖像穩定的光路控制等。

型號舉例

芯明天已為多顆衛星提供壓電偏轉鏡及低功耗、小體積板卡式控制系統，其中有搭載激光通信系統的低軌衛星、搭載激光通信系統的高軌衛星、搭載成像儀的低軌衛星、搭載磁象儀的低軌衛星、搭載導航系統的高軌衛星以及其他商業(yè)衛星等。芯明天已形成涵蓋工業(yè)級、*品級、宇航級多個(gè)系列的高可靠性壓電偏轉鏡與驅動(dòng)控制產(chǎn)品。

壓電偏擺臺的原理與壓電偏轉鏡的原理基本相同，但兩者間的外觀(guān)不太相同。壓電偏擺臺是專(zhuān)為面積較大的反射或透射鏡片而設計。它具有中心通孔，且孔徑較大，可達96mm×96mm，可帶載的鏡片尺寸達110mm×110mm。

壓電偏擺臺的運動(dòng)軸為θx、θy，偏轉行程一般約為2mrad。壓電偏擺臺也可選擇Z向運動(dòng)。它的運動(dòng)效果如下所示。

壓電偏擺臺非常適用于遠距離激光合束對準應用，可將對準分辨率保持在0.01秒。

型號舉例

二維偏轉壓電鏡架的偏轉動(dòng)作是基于兩支壓電螺釘來(lái)驅動(dòng)完成，兩軸間采用共軸心點(diǎn)，每支壓電螺釘的直線(xiàn)運動(dòng)控制了相應軸的偏轉角度及方向。

二維偏轉壓電鏡架與壓電偏轉鏡相比，它具有更大的偏轉范圍，但它的偏轉速度相對壓電偏轉鏡要慢的多。

運動(dòng)效果如下圖所示。

型號舉例

壓電宏微復合式移相器是手動(dòng)偏轉調節與直線(xiàn)壓電促動(dòng)相結合，手調偏轉部分具有多種調節架可選。直線(xiàn)壓電促動(dòng)器部分也具有多種選擇，可選大位移或小位移型。直線(xiàn)壓電促動(dòng)器部分，大位移版本可達百微米范圍以上，小位移版本位移約1μm左右。

該壓電移相器是專(zhuān)為光學(xué)相移應用而設計，它的直線(xiàn)促動(dòng)是通過(guò)電壓控制，可進(jìn)行超快速（µs級）步進(jìn)調節，同時(shí)，可通過(guò)手動(dòng)調節θx、θy 兩軸的偏轉角度，角度調節范圍可達±4°。將鏡片調節與相移步進(jìn)相結合，使其更方便于像移、干涉測量等光路調節應用。

它的運動(dòng)效果如下所示。

型號舉例

光路的直線(xiàn)調節是指不改變光的方向，只對光的直線(xiàn)傳輸的路徑進(jìn)行調節，可以改變光的相位、頻率等。

壓電陶瓷片/疊堆是相對較小的移相器，最小的尺寸可達1.22×1.3×1.7mm^3。在使用中，需將反射鏡片或透射鏡片直接粘貼于壓電陶瓷片/疊堆上。

PZT壓電元件在電壓驅動(dòng)下，產(chǎn)生直線(xiàn)運動(dòng)位移，從而帶動(dòng)反射鏡片/透射鏡片進(jìn)行直線(xiàn)前進(jìn)或后退，從而引起光路徑長(cháng)度的變化。

參數舉例

注：芯明天具有上千種壓電陶瓷型號，詳細參數請見(jiàn)芯明天產(chǎn)品樣冊或。

PZT壓電陶瓷產(chǎn)生的位移量與施加的電壓成基本的線(xiàn)性關(guān)系。例如，一款陶瓷在150V驅動(dòng)下可達的位移為9μm，則在施加15V驅動(dòng)電壓時(shí)，它產(chǎn)生的位移約0.9μm。

PZT壓電陶瓷片/疊堆的體積小、精度高，非常適用于受限空間中的光路調整。但壓電陶瓷一經(jīng)粘貼鏡片后，不可進(jìn)行拆卸，因為拆卸的過(guò)程會(huì )造成壓電陶瓷的損壞。

封裝式壓電陶瓷促動(dòng)器是將PZT壓電陶瓷元件封裝于內部，并預加有預載力。封裝壓電促動(dòng)器的結構不僅對壓電陶瓷進(jìn)行非常好的保護，同時(shí)它可以工作在更高的頻率下，可動(dòng)態(tài)使用。

封裝式壓電促動(dòng)器的鏡片安裝接口也更靈活，鏡片可粘貼于鏡片座上，鏡片座通過(guò)螺紋安裝于壓電促動(dòng)器的移動(dòng)端，易于鏡片更換。

型號舉例

注：更多型號請詳見(jiàn)芯明天產(chǎn)品手冊或。

封裝式壓電陶瓷促動(dòng)器也具有環(huán)形中孔版本，中心具有通孔，且配備有鏡片安裝帽，鏡片安裝、更換更便捷。中心通孔尺寸由直徑4.5mm至24mm不等。

機構放大促動(dòng)器是將PZT壓電陶瓷元件的位移進(jìn)行放大并輸出的促動(dòng)器，它適用于光學(xué)調整中要求大位移的應用。并且，該種壓電促動(dòng)器可選配閉環(huán)反饋傳感器，可對壓電促動(dòng)器的位移進(jìn)行線(xiàn)性控制。

型號舉例

芯明天壓電光纖相位調制器是一種光纖拉伸裝置，可對纏繞于其外徑凹槽內的光纖進(jìn)行拉伸，拉伸的長(cháng)度、頻率可調。

在使用芯明天光纖相位調制器時(shí)，需注意光纖纏繞的圈數，要保證壓電光纖相位調制器的出力滿(mǎn)足光纖拉伸的出力要求。

型號舉例

當利用光纖對光進(jìn)行傳輸時(shí)，兩束光的對準、耦合就會(huì )要求非常高的對準精度。芯明天壓電宏微復合平臺可選1至3維運動(dòng)，是千分尺粗調與壓電精調的結合。

型號舉例

芯明天具有幾十種壓電移相器，中心孔徑由φ36mm至φ310mm不等，承載能力可高達25kg，可正立、倒置、側臥等使用，是專(zhuān)門(mén)針對各類(lèi)光學(xué)鏡片檢測儀器設計、生產(chǎn)，如激光干涉儀。

芯明天壓電移相器產(chǎn)生一維直線(xiàn)運動(dòng)，行程在12μm以上，采用直驅式驅動(dòng)，因此承載能力強，步進(jìn)分辨率高。

型號舉例

芯明天壓電物鏡定位器是專(zhuān)門(mén)為光的聚焦而設計的Z向運動(dòng)壓電微運動(dòng)臺，采用無(wú)回差柔性鉸鏈并聯(lián)導向機構設計，具有超高聚焦穩定性。光路通過(guò)物鏡頭進(jìn)行聚焦，焦點(diǎn)的位置是通過(guò)壓電物鏡定位器進(jìn)行調節，調節的精度可達納米量級。

壓電物鏡定位器一般裝入顯微檢測/測量或觀(guān)測裝置，帶載物鏡頭進(jìn)行精密定位調整，可與多種高分辨率顯微鏡配合使用。

芯明天壓電物鏡定位器的運動(dòng)效果如下圖所示。

型號舉例

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結語(yǔ)

以上展示了芯明天部分應用于光路調整的壓電微運動(dòng)產(chǎn)品，更多光路調整應用產(chǎn)品，將持續更新。

若您對壓電納米運動(dòng)與控制產(chǎn)品的選擇有疑問(wèn)，歡迎您聯(lián)系芯明天，我們的工程師將為您推薦適用于您應用的壓電微運動(dòng)產(chǎn)品。