快速激光束偏轉及掃描解決方案|壓電偏轉系統(tǒng)！
激光束偏轉及其掃描在半導體加工、航空航天、生物醫(yī)學、納米科學研究等領域得到了越來越多的應用，同時對其性能要求也越來越高，受其體積、掃描頻率、掃描精度、掃描分辨率等諸多因素的制約，傳統(tǒng)的掃描方式越來越難以滿足要求。
目前反射式掃描成為主流，主要的掃描器有激光振鏡和快速偏擺鏡。振鏡具有很大的擺動角度但帶寬有限，在進行高頻掃描時掃描最大角度和線性度都會嚴重下降。基于音圈電機或壓電陶瓷驅動器的快速偏轉鏡具有很高的諧振頻率、掃描角度小、分辨率高、線性度好，一般應用于自適應光學、光束跟蹤和穩(wěn)定等要求快速響應和小角度偏轉的領域。相比音圈電機和振鏡之類的驅動器，壓電陶瓷驅動的偏轉鏡具有更快的加速度和更高的帶寬，具有零摩擦的鉸鏈導向，并且導向精確性優(yōu)良，采用應變傳感器或電容傳感器閉環(huán)系統(tǒng)，具有更高的精度。壓電偏擺鏡采用壓電陶瓷直接驅動，多用于圖像處理/穩(wěn)定、激光掃描、通信、光束偏轉/穩(wěn)定等系統(tǒng)。
工作原理
激光掃描工作原理如下圖所示。
圖1：激光掃描原理圖
激光束L以一定入射角照射到反射鏡上，經反射鏡反射，投射到掃描平面上的某一點P(X,Y)，設θx為反射鏡在X方向的偏轉角，θy為反射鏡在Y方向的偏轉角，當θx、θy均為0時，則光束會打在掃描平面的原點位置O’(0,0)。當激光光束投射到掃描平面上的任意一點P（X，Y）時，對應的X、Y軸的偏轉角分別為θx、θy，則有如下關系式：
d為反射鏡中心到掃描平面的垂直距離。反射鏡在X、Y方向按照一定的規(guī)律進行二維偏轉運動，反射光束將在掃描平面上按照一定的規(guī)律進行掃描。
圖1中，反射鏡沿X軸偏轉α后，Y軸不動，光束從O’點移動到A點。
反射鏡沿Y軸偏轉β后，X軸不動，光束從O’點移動到B點。
壓電偏轉系統(tǒng)組成
壓電偏轉系統(tǒng)通常由壓電偏轉平臺、壓電控制器及運算控制組成，可選擇模擬或上位機軟件控制。其中，壓電偏轉平臺為執(zhí)行器，壓電控制器輸出用于控制偏轉角度的控制信號。例如下圖中展示的芯明天壓電偏轉系統(tǒng)，左側為一款定制的大負載壓電偏轉鏡，右側為E70.D3S壓電控制器。
芯明天壓電偏轉鏡
高動態(tài)型 - P33系列壓電偏轉鏡
特點
可選一維θx或二維θx、θy偏轉
偏轉范圍可達12.5mrad/軸
亞毫秒響應時間
溫度穩(wěn)定性好
可定制適于航天應用或真空版本
大角度型 - P35系列壓電偏轉鏡
特點
二維θx、θy偏轉
偏轉范圍達43mrad/軸
分辨率可達1μrad
空載諧振頻率達1.75kHz
可定制
大負載型 - P34系列壓電偏轉鏡
特點
θx、θy 二維偏轉
可加載φ80mm鏡片
偏轉范圍可達6mrad/軸
閉環(huán)定位精度高
可定制
小體積型 - S33系列壓電偏轉鏡
特點
θx、θy 二維偏轉
可選行程1.5或3mrad/軸
結構小巧，外徑僅20mm
可選閉環(huán)傳感器
可定制
抗振動型 - S37系列壓電偏轉鏡
特點
θx、θy 二維偏轉
偏轉角度可達13.5mrad/軸
抗振加固、高可靠性
全閉環(huán)、高精度
開/閉環(huán)可選
工業(yè)級/航天宇航級
