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压电式移相器及其在全息干涉计量术中的应用

导读: 移相器是移相干涉仪中非常重要的部件,压电式移相器由于分辨率高、响应速度快、易于控制、性能稳定,因此被广泛使用。

压电式移相器及其在全息干涉计量术中的应用,让我们共同了解一下。

1、压电式移相器

压电式移相器及其在全息干涉计量术中的应用

移相器是移相干涉仪中非常重要的部件,压电式移相器由于分辨率高、响应速度快、易于控制、性能稳定,因此被广泛使用。

但压电陶瓷也有它的缺点,即它的非线性误差以及较小的位移量,这是影响它应用范围扩大的原因。

针对这个问题,哈尔滨芯明天科技有限公司通过采用放大特性的柔性铰链式结构,设计研制压电陶瓷(PZT)电压驱动电路来驱动相移执行机构以达到移相的目的。再结合光学器件、下位机编程、以及在软件开发平台上编写数据处理程序,研制了一套移相精确控制测量装置。

为了有效解决PZT非线性、蠕变特性、迟滞特性对移相精度的影响,该装置采用了电压-位移形成的闭环反馈控制,实现自适应的微米级驱动定位控制,大大改善了非线性,降低了外界影响、干扰,对相移的测量精度起到了明显改善。

压电式移相器通过3组压电陶瓷叠堆驱动,可用于直径达106mm孔径镜片,位移行程可达20um以上。实验已证明,该压电式移相器效果非常好,且控制精度可达亚纳米级,它可大大提高测量精确度,在相位测量技术中具有广泛的实用价值,且已广泛用于各种现代干涉仪器中。

压电式移相器及其在全息干涉计量术中的应用

激光平面干涉仪 

2、压电式移相器在全息干涉计量术中的应用

在全息干涉计量术中,需要确定物体位移及形变的大小及方向,在实时检测过程中还需要对物体位移、形变的方向做出即时、迅速的判断。而这种判断的方法有很多,但有的较麻烦、有的计算复杂、有的需要特殊装置,还有的看上去非常不直观等等,这都给全息干涉计量带来很多不便。

而压电移相器恰恰能解决以上所有问题。

在实时全息干涉计量术中,为了判别物体位移、形变的方向,在参考光路上放置一个压电移相器,它实际上是一面利用压电效应控制其空间位置的小反射镜,我们使用这个移相器,镜面直径可达106mm,控制电压在0-120V范围内调节反射镜前后移动20微米或更大。利用压电移相器来改变参考光光程,并根据此时干涉条纹的动向来判断物体位移、形变的方向,此方法简单、方便、直观,能迅速地对物体位移、形变的方向作出可靠的判断。


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