壓電式移相器及其在全息干涉計量術(shù)中的應(yīng)用
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1.壓電式移相器
芯明天P77壓電式移相器
移相器是移相干涉儀中非常重要的部件,壓電式移相器由于分辨率高、響應(yīng)速度快、易于控制、性能穩(wěn)定,因此被廣泛使用。
但壓電陶瓷也有它的缺點,即它的非線性誤差以及較小的位移量,這是影響它應(yīng)用范圍擴大的原因。
針對這個問題,哈爾濱芯明天科技有限公司通過采用放大特性的柔性鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),設(shè)計研制壓電陶瓷(PZT)電壓驅(qū)動電路來驅(qū)動相移執(zhí)行機構(gòu)以達(dá)到移相的目的。再結(jié)合光學(xué)器件、下位機編程、以及在軟件開發(fā)平臺上編寫數(shù)據(jù)處理程序,研制了一套移相控制測量裝置。
為了有效解決PZT非線性、蠕變特性、遲滯特性對移相精度的影響,該裝置采用了電壓-位移形成的閉環(huán)反饋控制,實現(xiàn)自適應(yīng)的微米級驅(qū)動定位控制,大大改善了非線性,降低了外界影響、干擾,對相移的測量精度起到了明顯改善。
芯明天設(shè)計的壓電式移相器通過3組壓電陶瓷疊堆驅(qū)動,可用于直徑達(dá)106mm孔徑鏡片,位移行程可達(dá)20um以上。實驗已證明,該壓電式移相器效果非常好,且控制精度可達(dá)亞納米級,它可大大提高測量度,在相位測量技術(shù)中具有廣泛的實用價值,且已廣泛用于各種現(xiàn)代干涉儀器中。
激光平面干涉儀
2.壓電式移相器在全息干涉計量術(shù)中的應(yīng)用
在全息干涉計量術(shù)中,需要確定物體位移及形變的大小及方向,在實時檢測過程中還需要對物體位移、形變的方向做出即時、迅速的判斷。而這種判斷的方法有很多,但有的較麻煩、有的計算復(fù)雜、有的需要特殊裝置,還有的看上去非常不直觀等等,這都給全息干涉計量帶來很多不便。
而壓電移相器恰恰能解決以上所有問題。
在實時全息干涉計量術(shù)中,為了判別物體位移、形變的方向,在參考光路上放置一個壓電移相器,它實際上是一面利用壓電效應(yīng)控制其空間位置的小反射鏡,我們使用這個移相器,鏡面直徑可達(dá)106mm,控制電壓在0-120V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)反射鏡前后移動20微米或更大。利用壓電移相器來改變參考光光程,并根據(jù)此時干涉條紋的動向來判斷物體位移、形變的方向,此方法簡單、方便、直觀,能迅速地對物體位移、形變的方向作出可靠的判斷。
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