【走進(jìn)壓電】之【壓電偏轉(zhuǎn)鏡】
壓電偏轉(zhuǎn)鏡的命名實(shí)際由它的驅(qū)動(dòng)原理及應(yīng)用目的相結(jié)合而來(lái)的。“壓電"指的是它的驅(qū)動(dòng)原理，即利用PZT壓電陶瓷來(lái)作為驅(qū)動(dòng)源從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)；而“偏轉(zhuǎn)鏡"則是它的應(yīng)用目的，即用來(lái)使鏡片產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但通常情況下，壓電偏轉(zhuǎn)鏡本身是不帶有鏡片的，通過(guò)粘接或鏡持夾持方式將鏡片固定于壓電偏轉(zhuǎn)鏡的移動(dòng)臺(tái)面上。
此外，因?yàn)閴弘娖D(zhuǎn)鏡對(duì)光路的快速控制作用，也常被稱(chēng)作快速轉(zhuǎn)向鏡。也經(jīng)常被稱(chēng)作為壓電傾斜鏡、壓電快反鏡、壓電反射鏡、擺鏡等。
小科普：PZT壓電陶瓷在施加電壓后，會(huì)產(chǎn)生微米級(jí)的伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)。
什么是壓電偏轉(zhuǎn)鏡？
壓電偏轉(zhuǎn)鏡就是指將PZT壓電陶瓷集成于機(jī)械柔性鉸鏈，再將除運(yùn)動(dòng)面外的其他整個(gè)結(jié)構(gòu)封裝進(jìn)機(jī)械外殼，從而能夠產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)品。它將PZT壓電陶瓷的直線微米級(jí)（μm，1μm=0.001mm）的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為機(jī)械部件的毫弧度級(jí)（mrad，17mrad=1°）偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。反射鏡片安裝于壓電偏轉(zhuǎn)鏡的運(yùn)動(dòng)臺(tái)面上，壓電偏轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)臺(tái)面的偏轉(zhuǎn)帶動(dòng)反射鏡的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
壓電偏轉(zhuǎn)鏡的種類(lèi)
根據(jù)壓電偏轉(zhuǎn)鏡的運(yùn)動(dòng)維度，一般可分為三類(lèi)，即一維θx軸偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、二維θxθy偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、三維θxθy偏轉(zhuǎn)及Z向運(yùn)動(dòng)。
小科普：θx偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即是沿著X軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。
1）一維θx壓電偏轉(zhuǎn)鏡
• 一維θx壓電偏轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)效果
• 一維θx壓電偏轉(zhuǎn)鏡原理
一維θx壓電偏轉(zhuǎn)鏡分為兩種結(jié)構(gòu)，一種為單個(gè)壓電促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)、單鉸鏈支撐型，鉸鏈確定了軸心點(diǎn)，并加倍了作用于壓電促動(dòng)器的預(yù)緊力。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、性?xún)r(jià)比高。
另一種為雙壓電促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)型，即由兩支陶瓷促動(dòng)器的推拉運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)臺(tái)面偏轉(zhuǎn)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可承載更大，不受工作環(huán)境溫度變化的影響。
•一維θx壓電偏轉(zhuǎn)鏡可實(shí)現(xiàn)的反射光路調(diào)節(jié)范圍 - 線段
在壓電偏轉(zhuǎn)鏡固定好，同時(shí)與下一個(gè)光接收位置間距離固定的情況下，一維θx壓電偏轉(zhuǎn)鏡對(duì)光路調(diào)整范圍為一定范圍的線段，線段的長(zhǎng)度取決于壓電偏轉(zhuǎn)鏡的最大偏轉(zhuǎn)角度及壓電偏轉(zhuǎn)鏡與下一個(gè)光接收位置間的距離。
2）二維θx、θy壓電偏轉(zhuǎn)鏡
•二維θx、θy壓電偏轉(zhuǎn)鏡原理
二維壓電偏轉(zhuǎn)鏡是基于平行運(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。
•二維θx θy壓電偏轉(zhuǎn)鏡可實(shí)現(xiàn)的反射光路調(diào)節(jié)范圍 - 圓
二維θx θy壓電偏轉(zhuǎn)鏡對(duì)光路調(diào)整范圍為一個(gè)圓面，圓面的面積大小取決于壓電偏轉(zhuǎn)鏡的最大偏轉(zhuǎn)角度及壓電偏轉(zhuǎn)鏡與下一個(gè)光接收位置間的距離。
3）三維θx、θy偏轉(zhuǎn)及Z向壓電偏轉(zhuǎn)鏡
•三維θx、θy偏轉(zhuǎn)及Z向壓電偏轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)效果
•三維θx、θy偏轉(zhuǎn)及Z向壓電偏轉(zhuǎn)鏡原理
三維壓電偏轉(zhuǎn)鏡是三腳驅(qū)動(dòng)方式，在較大的溫度范圍內(nèi)提供了*化的角度穩(wěn)定性。這種平臺(tái)的設(shè)計(jì)具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：體積更小巧；兩軸具有相同的大小及相同的動(dòng)態(tài)性能；更快的響應(yīng)及更好的線性度。它也防止了偏振旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)部三支壓電陶瓷促動(dòng)器是由三通道控制器來(lái)分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生俯仰/偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或同時(shí)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生直線升降運(yùn)動(dòng)。
•三維θx、θy偏轉(zhuǎn)及Z向壓電偏轉(zhuǎn)鏡可實(shí)現(xiàn)的反射光路調(diào)節(jié)范圍 - 椎體
三維θx θy及Z向壓電偏轉(zhuǎn)鏡對(duì)光路調(diào)整范圍可形成一個(gè)錐形體，錐形體截面圓的面積大小及錐體高度取決于壓電偏轉(zhuǎn)鏡的偏轉(zhuǎn)角度、直線運(yùn)動(dòng)范圍及壓電偏轉(zhuǎn)鏡與下一個(gè)光接收位置間的距離。
壓電偏轉(zhuǎn)鏡的特點(diǎn)
壓電偏轉(zhuǎn)鏡之所以存在，是因它的高精度偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及超快速的響應(yīng)速度，否則，它可能會(huì)被任意具有偏轉(zhuǎn)范圍的產(chǎn)品所替代。
這個(gè)高精度到底有多高呢？可≤0.01μrad！
壓電偏轉(zhuǎn)鏡的偏轉(zhuǎn)分辨率可高至比0.01微弧度（μrad，1μrad=0.00005°）還小，請(qǐng)注意：微弧度是一個(gè)角度單位，而這個(gè)角度有多大呢？這就相當(dāng)于把一個(gè)360度的圓，以圓心為定點(diǎn)，平均分成2萬(wàn)個(gè)扇形，其中一個(gè)扇形的角度大小就是0.01μrad！壓電偏轉(zhuǎn)鏡可以實(shí)現(xiàn)0.01μrad的高精度角度偏轉(zhuǎn)。
而超快速響應(yīng)速度又是多快呢？可<1ms！
從控制壓電偏轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)的瞬間，至壓電偏轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)到角度的時(shí)間，可快至1毫秒（ms，1ms=0.001s）以下，即在千分之一秒內(nèi)，就可完成一定角度的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
而壓電偏轉(zhuǎn)鏡如此高的精度和速度，是用來(lái)做什么應(yīng)用呢？
壓電偏轉(zhuǎn)鏡的應(yīng)用
芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡的高精度以及快速響應(yīng)的特點(diǎn)在許多光學(xué)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，從圖像跟蹤、掃描到激光材料加工，再到光通信中的抖動(dòng)穩(wěn)定，都用到了壓電偏轉(zhuǎn)鏡。
近些年芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡已成功搭載于風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星等十多個(gè)型號(hào)上天，2022年也已有多個(gè)型號(hào)完成正樣交付驗(yàn)收并等待發(fā)射。
芯明天S37.T8壓電偏轉(zhuǎn)鏡的21g抗力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)報(bào)告如下圖所示。
1）壓電偏轉(zhuǎn)鏡應(yīng)用于衛(wèi)星激光通信
未來(lái)的多媒體衛(wèi)星需要大帶寬的通信，這可以通過(guò)衛(wèi)星光通信鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
衛(wèi)星激光通信是指在空間傳輸?shù)募す馐鳛樾畔⑤d體，在兩個(gè)或多個(gè)終端之間實(shí)現(xiàn)的通信方式，即在空間信道中利用激光取代微波進(jìn)行鏈路和信號(hào)傳輸。其基本原理為：信息電信號(hào)通過(guò)調(diào)制加載在光上，通信的雙端通過(guò)粗定位和調(diào)整，再經(jīng)過(guò)光束的瞄準(zhǔn)－捕獲－跟蹤（PAT） 建立起光通信的鏈路，然后再通過(guò)光在真空或大氣信道中的傳輸來(lái)傳遞信息。
可建立的星間激光鏈路
瞄準(zhǔn)、捕獲和跟蹤（Pointing，Acquisition and Tracking，簡(jiǎn)稱(chēng)PAT)
衛(wèi)星間要進(jìn)行可靠的通信鏈路，其關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的瞄準(zhǔn)、捕獲和跟蹤（Pointing，Acquisition and Tracking，簡(jiǎn)稱(chēng)PAT）。由于衛(wèi)星間的信號(hào)傳輸光束束寬非常窄、傳輸距離長(zhǎng)，所以對(duì)衛(wèi)星光通信PAT系統(tǒng)的控制精度要求遠(yuǎn)高于對(duì)衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)的要求。所以這就對(duì)精瞄系統(tǒng)提出了較高精度要求，如果精瞄系統(tǒng)的精度和工作帶寬達(dá)不到相應(yīng)的要求就會(huì)導(dǎo)致通信鏈路的失敗。在衛(wèi)星光通信精瞄系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)高精度的光束控制是核心問(wèn)題，目前采用的控制工具主要就是壓電偏轉(zhuǎn)鏡。芯明天研發(fā)生產(chǎn)的壓電偏轉(zhuǎn)鏡具有控制精度高、響應(yīng)速度快和工作頻率寬等優(yōu)點(diǎn)。
2）壓電偏轉(zhuǎn)鏡用于光學(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。
平臺(tái)振動(dòng)的特點(diǎn)一般是帶寬高、低頻幅值大、高頻幅值衰減等。復(fù)雜的振動(dòng)環(huán)境，振動(dòng)頻帶很寬，振動(dòng)幅度也不盡相同。而這種振動(dòng)會(huì)耦合到相機(jī)的光軸上，使被攝景與相機(jī)焦面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在CCD相機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)，景物和焦面之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生像移。當(dāng)相機(jī)的空間分辨率很高時(shí)，這種像移會(huì)導(dǎo)致像質(zhì)退化，影響圖像品質(zhì)，其表現(xiàn)為圖像變得模糊，高頻細(xì)節(jié)信息被淹沒(méi)，很難識(shí)別和判讀等。
因此，如何減小或消除平臺(tái)振動(dòng)干擾對(duì)成像品質(zhì)的影響就成為穩(wěn)像技術(shù)的關(guān)鍵所在。
相關(guān)跟蹤適用于面元觀測(cè)對(duì)象，實(shí)時(shí)探測(cè)、實(shí)時(shí)校正光軸隨機(jī)抖動(dòng)的圖像穩(wěn)定技術(shù)，它就是利用CCD快速成象技術(shù)，以頻域分析算法，把實(shí)時(shí)采集的圖象和參考圖象進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，求出兩幅圖象間的相對(duì)位移量，進(jìn)而用數(shù)字PID控制算法求出實(shí)際的控制量，由快速擺鏡完成圖象的實(shí)時(shí)修正。從而在確定的曝光時(shí)間內(nèi)得到高分辨率的圖象。相關(guān)跟蹤已經(jīng)在地面的天文觀測(cè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。
另外，在以衛(wèi)星平臺(tái)為基礎(chǔ)的空間天文觀測(cè)中，由于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和其它控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶來(lái)的望遠(yuǎn)鏡的抖動(dòng)也會(huì)造成圖象的模糊。因此，為了保證在足夠的曝光時(shí)間內(nèi)得到高信噪比、高分辨率的圖象，都必須設(shè)計(jì)利用快速補(bǔ)償實(shí)時(shí)穩(wěn)定光軸，來(lái)減小和消除像移。
系統(tǒng)工作原理如下圖，簡(jiǎn)單說(shuō)，相關(guān)跟蹤的原理就是由快速探測(cè)得到的圖像經(jīng)相關(guān)計(jì)算后得到光軸的即時(shí)偏移量，據(jù)此控制擺鏡校正主光軸方向，使主光路上長(zhǎng)時(shí)間積分CCD的主光軸基本穩(wěn)定不動(dòng)，即保持圖像不動(dòng)，從而消弱由于隨機(jī)擾動(dòng)引起的模糊，得到高信噪比、高分辨率的圖像。
運(yùn)動(dòng)目標(biāo)光線經(jīng)過(guò)鏡頭后，需經(jīng)過(guò)快速補(bǔ)償鏡和分光反射鏡分光，其中一路光線進(jìn)主成像相機(jī)，另一路光線進(jìn)高速小面陣CCD相機(jī)。調(diào)整小面陣CCD相機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)按幀進(jìn)行采樣。像移測(cè)量利用相關(guān)方法對(duì)輸出的圖像序列進(jìn)行處理，求解像移量。穩(wěn)像控制器進(jìn)行像移補(bǔ)償算法的運(yùn)算，輸出控制量給壓電偏轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)快速補(bǔ)償鏡，完成對(duì)像移量的閉環(huán)控制，使相機(jī)光軸在曝光時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，從而使主成像相機(jī)的圖像清晰，達(dá)到光學(xué)穩(wěn)定成像的目的。
3) 壓電偏轉(zhuǎn)鏡用于激光穩(wěn)定系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
在很多科研領(lǐng)域的人員，出于對(duì)原理的驗(yàn)證等原因，會(huì)采用壓電偏轉(zhuǎn)鏡來(lái)搭建激光穩(wěn)定系統(tǒng)。
根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際使用需求及光學(xué)的特點(diǎn)，芯明天公司推出了一階、二階或更復(fù)雜的基于外部PSD位置傳感進(jìn)行閉環(huán)實(shí)時(shí)位置檢測(cè)的壓電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。下圖為一套二階激光穩(wěn)定系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
1 : 激光器，光源；
2：E70壓電控制器，控制干擾用壓電偏轉(zhuǎn)鏡；
3、4：E70壓電控制器，控制補(bǔ)償用壓電偏轉(zhuǎn)鏡；
5 : P33.T2壓電偏轉(zhuǎn)鏡，產(chǎn)生干擾信號(hào)，使激光傳輸不穩(wěn)；
6、7 : P33.T2壓電偏轉(zhuǎn)鏡，產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)，使激光傳輸保持穩(wěn)定；
8 : 45°分光鏡；
9、10：PSD激光位置探測(cè)器，實(shí)時(shí)探測(cè)并反饋激光的位置；
11：電腦，閉環(huán)補(bǔ)償控制與補(bǔ)償效果顯示。
該系統(tǒng)原理如下圖。
該系統(tǒng)為二階補(bǔ)償激光穩(wěn)定系統(tǒng)，先設(shè)定了光束接收的目標(biāo)位置坐標(biāo)，光源通過(guò)干擾壓電偏轉(zhuǎn)鏡、補(bǔ)償壓電偏轉(zhuǎn)鏡1、補(bǔ)償壓電偏轉(zhuǎn)鏡2后，再經(jīng)過(guò)分光鏡到達(dá)PSD位置探測(cè)器。
PSD位置探測(cè)器可對(duì)光束的光斑進(jìn)行實(shí)時(shí)位置檢測(cè)，并反饋給補(bǔ)償壓電控制器，補(bǔ)償壓電控制器對(duì)PSD位置探測(cè)器反饋的傳感器信號(hào)進(jìn)行采集、放大，同時(shí)向補(bǔ)償壓電偏轉(zhuǎn)鏡輸出相應(yīng)的補(bǔ)償控制電壓信號(hào)，補(bǔ)償壓電偏轉(zhuǎn)鏡根據(jù)補(bǔ)償控制電壓信號(hào)進(jìn)行快速角度調(diào)整，使得光信號(hào)準(zhǔn)確、完整的接收，從而達(dá)到成像或光通信等目的。
與采用內(nèi)置傳感器的閉環(huán)版本壓電偏轉(zhuǎn)鏡相比，開(kāi)環(huán)壓電偏轉(zhuǎn)鏡具有更快的響應(yīng)速度及更高的分辨率，因此采用外部PSD位置探測(cè)器檢測(cè)，可提高光束的調(diào)整速度。
另外，PSD可直接對(duì)光斑位置進(jìn)行測(cè)量，是光束偏轉(zhuǎn)方向的直接反應(yīng)。而內(nèi)置傳感器的閉環(huán)版本壓電偏轉(zhuǎn)鏡的特點(diǎn)是使得控制電壓與偏轉(zhuǎn)角度間成線性關(guān)系。
通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示可觀看光束跟蹤及穩(wěn)定情況。
4）壓電偏轉(zhuǎn)鏡用于材料加工
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*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。
P33.T8S系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡是具有快速響應(yīng)且體積緊湊等特點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)平臺(tái)，提供頂端面的高精度角度運(yùn)動(dòng)，與其他執(zhí)行器相比，柔性鉸鏈導(dǎo)向的壓電偏轉(zhuǎn)平臺(tái)可提供更高的加速度，使階躍響應(yīng)時(shí)間在亞毫秒范圍。P33.T8S在10mrad滿行程工作頻率達(dá)50Hz，可連續(xù)工作15天。
芯明天與德國(guó)進(jìn)口壓電偏轉(zhuǎn)鏡對(duì)比
下面將芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡與德國(guó)進(jìn)口的同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行性能參數(shù)的對(duì)比，芯明天公司壓電偏轉(zhuǎn)鏡產(chǎn)品以小體積、高動(dòng)態(tài)、快速定制、任意參數(shù)定制、使用環(huán)境定制、快速供貨等為主要特點(diǎn)。
1)3mrad角度偏轉(zhuǎn)行程下的參數(shù)對(duì)比
以芯明天P33.T2S壓電偏轉(zhuǎn)鏡、德國(guó)進(jìn)口S-330.2S壓電偏轉(zhuǎn)鏡以及芯明天的新品S38.T2S壓電偏轉(zhuǎn)鏡來(lái)進(jìn)行對(duì)比。其中，S38.T2S壓電偏轉(zhuǎn)鏡不僅能實(shí)現(xiàn)P33.T2S的參數(shù)性能，并且具有比P33.T2S更小的外形尺寸，可替代P33.T2S壓電偏轉(zhuǎn)鏡。
芯明天P33.T2S與S38.T2S壓電偏轉(zhuǎn)鏡
三款壓電偏轉(zhuǎn)鏡型號(hào)尺寸圖（S38更小巧）
以上三種壓電偏轉(zhuǎn)鏡參數(shù)對(duì)比：
從以上參數(shù)對(duì)比中，可看出，在同樣3mrad偏轉(zhuǎn)范圍下，芯明天P33.T2S與S38.T2S壓電偏轉(zhuǎn)鏡具有更小的尺寸、更靈活的定制方式、更高的工作頻率以及更高的精度，更適合空間受限的高動(dòng)態(tài)應(yīng)用。
2)10mrad角度偏轉(zhuǎn)行程下的可靠性對(duì)比
一般情況下，外徑相同時(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。然而，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*化的可靠性及精度，并且通過(guò)了抗振實(shí)驗(yàn)。下面再將芯明天壓電偏轉(zhuǎn)鏡與德國(guó)進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比對(duì)象分別為芯明天P33.T8S壓電偏轉(zhuǎn)鏡（該壓電偏轉(zhuǎn)鏡具有12.5mrad偏轉(zhuǎn)行程，采用抗震加固、全閉環(huán)優(yōu)化性能）、德國(guó)進(jìn)口的S-330.8S壓電偏轉(zhuǎn)鏡及芯明天新品S37壓電偏轉(zhuǎn)鏡。
芯明天新品S37系列高可靠性壓電偏轉(zhuǎn)鏡實(shí)物及尺寸
以上三款壓電偏轉(zhuǎn)鏡參數(shù)對(duì)比：
在以上大偏轉(zhuǎn)角度型號(hào)對(duì)比中可看出，芯明天P33.T8S壓電偏轉(zhuǎn)鏡具有更高精度及工作頻率以及可選的更高可靠性，體積也更小。從可靠性上看，芯明天S37系列可靠性是相對(duì)更高的，非常適合于嚴(yán)苛環(huán)境應(yīng)用，并且它是針對(duì)航天應(yīng)用設(shè)計(jì)，標(biāo)品就可以滿足航空航天應(yīng)用。針對(duì)以上對(duì)比，可見(jiàn)國(guó)產(chǎn)芯明天的壓電偏轉(zhuǎn)鏡更具優(yōu)勢(shì)。在壓電偏轉(zhuǎn)鏡產(chǎn)品上，國(guó)內(nèi)技術(shù)已趕超國(guó)外。 所以，對(duì)于使用環(huán)境振動(dòng)較大，要求可靠性較高的應(yīng)用，推薦選用芯明天的S37系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡，可靠性高、更穩(wěn)定。如果只是做些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，也推薦芯明天的P33或者S38系列壓電偏轉(zhuǎn)鏡，精度更高，體積也更小。而且，有任何問(wèn)題溝通起來(lái)要比國(guó)外的方便得多，時(shí)效更快。
FSM壓電偏轉(zhuǎn)鏡安裝操作說(shuō)明
1）安全指南
壓電偏擺鏡采用先進(jìn)的技術(shù)和安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)而成，為了您的自身安全及產(chǎn)品的正確使用，使用時(shí)請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)。
溫度改變和壓力都會(huì)給壓電驅(qū)動(dòng)器充電，與控制器斷開(kāi)連接的一段時(shí)間壓電驅(qū)動(dòng)器也會(huì)保持帶電狀態(tài)，所以操作者在使用時(shí)要注意：
· 不要擅自拆卸壓電偏擺鏡；
· 在安裝以前給壓電偏擺鏡進(jìn)行放電，這個(gè)可以通過(guò)和控制器連接實(shí)現(xiàn)；
· 在操作過(guò)程中不要拔出控制器；
· 使用前首先檢查本產(chǎn)品的連接線是否完好，產(chǎn)品及控制器是否進(jìn)行了有效的接地保護(hù)，操作過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范操作，上電后不要用手觸碰產(chǎn)品（最高可達(dá)150V電壓），以防發(fā)生危險(xiǎn)。
為了防止不當(dāng)操作對(duì)產(chǎn)品造成損壞，使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
· 壓電偏擺鏡盡量在無(wú)塵、無(wú)油、無(wú)潤(rùn)滑劑的環(huán)境中使用；
· 由于產(chǎn)品采用柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建議負(fù)載不要超過(guò)本產(chǎn)品的承載能力，裝載時(shí)注意扭力不要過(guò)大，不要撬或扭轉(zhuǎn)負(fù)載面，以免損傷結(jié)構(gòu)；
· 長(zhǎng)期使用建議使用電壓范圍為0~120V；
· 請(qǐng)勿對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拆解，以免造成產(chǎn)品損壞；
· 避免拉伸和彎曲電纜接口，防止對(duì)電纜造成損壞；
· 使用我公司提供的專(zhuān)用電纜連接壓電偏擺鏡和控制器；
· 不能隨便使用電纜延長(zhǎng)線，如需要更長(zhǎng)電纜請(qǐng)聯(lián)系我司客服。
2）安裝及操作
安裝前首先要進(jìn)行安全檢查，如連接線有無(wú)破損、斷線，驅(qū)動(dòng)電源有無(wú)接地保護(hù)等。安裝示意圖如下所示：
安裝示意圖
粘貼鏡片前先清潔鏡片粘貼平面，鏡片粘貼后等待一段時(shí)間后再進(jìn)行固定安裝，也可以選用鏡片轉(zhuǎn)接架，如圖所示；
鏡片粘接劑及鏡片轉(zhuǎn)接架
B、選用M3螺釘固定安裝，也可通過(guò)轉(zhuǎn)接方式進(jìn)行偏擺鏡的安裝。安裝前先清潔安裝支架，也可以聯(lián)系我們選擇合適的轉(zhuǎn)接方式進(jìn)行安裝；
C、將產(chǎn)品固定在安裝平面上或者通過(guò)相關(guān)工裝固定在安裝平面上，注意相關(guān)轉(zhuǎn)鏡產(chǎn)品如要進(jìn)行其他放置（如側(cè)置、斜置等）請(qǐng)咨詢(xún)我司客服。
轉(zhuǎn)接方式
D、連接接地保護(hù)，如下圖所示；
接地保護(hù)示意圖
E、將壓電偏擺鏡的連接線與控制器連接起來(lái)；LEMO連接頭接線方式如下圖所示：
連接頭示意（芯明天具有多種電壓與傳感連接器，上圖連接器為其中一種）
安裝注意事項(xiàng)：
· 不要磕碰產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)部分，防止柔性鉸鏈變形影響運(yùn)動(dòng)精度，甚至損壞產(chǎn)品；
· 柔性鉸鏈縫隙中不要滴入鏡片粘結(jié)劑，也不要有其他物體阻礙運(yùn)動(dòng)，以免影響精度或損壞設(shè)備；
柔性鉸鏈?zhǔn)疽鈭D
· 請(qǐng)選擇合適的螺釘進(jìn)行固定連接，防止安裝不牢，偏擺鏡脫落摔傷，造成破壞。整個(gè)安裝、操作過(guò)程中注意規(guī)范操作，學(xué)員請(qǐng)?jiān)趯?zhuān)業(yè)人士的指導(dǎo)下進(jìn)行相關(guān)操作。加載安裝鏡片負(fù)載時(shí)確保質(zhì)量小于偏擺鏡最大承載，盡量將鏡片安裝在運(yùn)動(dòng)面中心位置。負(fù)載的正確放置方式如下圖所示：
負(fù)載加在工作臺(tái)的臺(tái)面中心
· 對(duì)于產(chǎn)品的保護(hù)我們不建議負(fù)載過(guò)高，如必須采用較高的負(fù)載請(qǐng)適當(dāng)減小負(fù)載重心位置，錯(cuò)誤放置方式如下圖所示：
盡量不要讓負(fù)載重心遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)活動(dòng)平臺(tái)
· 禁止將負(fù)載加載在運(yùn)動(dòng)臺(tái)的一側(cè)，這會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成嚴(yán)重的破壞，如下圖所示：
禁止加載較長(zhǎng)負(fù)載且加在活動(dòng)臺(tái)的一側(cè)
· 安裝鏡片轉(zhuǎn)接架時(shí)，扭矩不要太大，以免損傷機(jī)構(gòu)；
· 避免拉伸電纜和彎曲電纜；
· 使用我公司提供的專(zhuān)用電纜連接壓電偏擺鏡和控制器；
· 不要擅自延長(zhǎng)電纜，如需更長(zhǎng)電纜請(qǐng)聯(lián)系我司客服。
操作電源啟動(dòng)之前請(qǐng)?jiān)俅未_認(rèn)以下信息：
· 偏擺鏡已經(jīng)接地保護(hù)；
· 使用環(huán)境符合產(chǎn)品工作環(huán)境要求；
· 固定螺釘必須擰緊。
以上信息確定以后進(jìn)行控制器相關(guān)操作：
A、操作前請(qǐng)仔細(xì)閱讀用戶(hù)所選用的控制器用戶(hù)手冊(cè)，然后再啟動(dòng)控制器；
B、先對(duì)控制器置零設(shè)置；
C、檢查無(wú)異常現(xiàn)象后，根據(jù)需求輸入電壓值（鍵盤(pán)或模擬控制）；
D、可在壓電陶瓷額定電壓范圍內(nèi)（0~120V，最大不要超過(guò)150V）正常工作；
E、使用完畢后請(qǐng)進(jìn)行電壓清零操作；請(qǐng)?jiān)诓僮髦蟹泡p腳步，不要磕碰產(chǎn)品，以免影響產(chǎn)品使用甚至損壞產(chǎn)品。產(chǎn)品自身的分辨率是沒(méi)有限制的，分辨率取決于產(chǎn)品控制器的性能，為了更好的達(dá)到臺(tái)體的運(yùn)動(dòng)精度，推薦使用我公司的配套產(chǎn)品控制器。控制器的具體操作方法請(qǐng)參照控制器使用手冊(cè)，確保能夠正確操作以后再進(jìn)行相關(guān)操作。
注意：
· 操作過(guò)程中不要移除接地保護(hù)，如果需要暫時(shí)移除，再次啟動(dòng)前請(qǐng)重新連接好接地保護(hù)；
· 驅(qū)動(dòng)電壓不要超過(guò)偏擺鏡允許的最大電壓；
· 使用過(guò)程中如果出現(xiàn)異常響動(dòng)或者振蕩，則立即關(guān)閉電源檢查參數(shù)設(shè)置。
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