CN1138990C - 小型高速压电倾斜反射镜 - Google Patents

Abstract

小型高速压电倾斜反射镜，属于光束控制光学波前校正技术领域，其特征是一压电陶瓷片(4)上集成有偶数个分别作为x、y方向的驱动单元(1)、(2)，驱动单元一面为正极，一面为负极；多片带有偶数个作为x、y方向的驱动单元的压电陶瓷片(4)，按各驱动单元对应叠加粘接并联构成集成式多点整体结构压电驱动器(17)，驱动器(17)的正面连接反射镜(19)，背面固定连接于镜座底板(18)。本产品具有体积小、重量轻、成本低、性能好、应用范围广等优点。

Description

小型高速压电倾斜反射镜

本发明是一种小型高速压电倾斜反射镜，属于光束控制技术中光学波前校正技术领域，特别涉及高速压电倾斜反射镜的设计制造技术领域。

高速压电倾斜反射镜以其高速(响应时间≤1ms)、高精度(分辨率0.1″)的能动可控特性，应用于多种光学系统的光束控制中，可以完成校正倾斜误差，精密光学跟踪、光束稳定光束对准或光束扫瞄、光通信等等多种功能。

两维(或一维)高速压电倾斜反射镜，通常是采用两个或三个压电驱动器固定于镜座底板与反射镜之间，其中一个中心压电驱动器为固定支点，另外两个压电驱动器分别为推动反射镜绕x或y方向转动的活动支点。其不足之处在于：

1、每一个压电驱动器均采用多片压电陶瓷叠加粘接并联而成，三个驱动器的制作工作量大，周期长，成本高。

2、由于倾斜镜要保证压电驱动器的刚度和位移量，驱动器的尺寸不能做得太小，故整个倾斜镜尺寸较大，体积、重量大，使用范围受限，尤其无法满足航天技术领域，特别是小卫星的应用。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足而提供一种体积小、重量轻、成本低、制作周期短，性能更好用途广泛的微小型高速压电倾斜反射镜。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：小型高速压电倾斜反射镜，镜座底板与反射镜之间的压电驱动器为多片压电陶瓷叠加粘接而成，并与镜座底板及反射镜刚性联接成一体；各压电陶瓷片的中心处粘接为固定支点；各压电陶瓷片上集成有偶数个受高压放大器信号驱动的、分别作为x方向的驱动单元和y方向的驱动单元，驱动单元的一面为正极，另一面为负极；各压电陶瓷片按各驱动单元对应叠加粘接并联构成集成式多点整体结构压电驱动器，驱动器的正面连接反射镜，背面固定连接于镜座底板。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：每一压电陶瓷片上集成有两个包括x方向的驱动单元和y方向的驱动单元，并与中心固定支点呈三角形分布；每一片压电陶瓷片上集成有四个包括两个x方向的驱动单元和两个y方向的驱动单元，并与中心固定支点呈中心对称排列分布；每一片压电陶瓷片上的x方向的驱动单元的正、负极引线和y方向的驱动单元的正、负极引线由侧面引出，正、负极引线各自并联后，分别与各自的高压放大器相连接；每片压电陶瓷片上的x方向的驱动单元的正负极引线和y方向驱动单元的正负极引线均从侧面引出，并一一对应并联。

附图说明：

图1为实施例1压电陶瓷片正面结构图

图2为实施例1压电陶瓷片背面结构图

图3为实施例2压电陶瓷片正面结构图

图4为实施例2压电陶瓷片背面结构图

图5为本发明结构图

本发明下面将结合附图作进一步详述：

如图1所示，每一片压电陶瓷片4上集成有两个作为x方向的驱动单元2和y方向的驱动单元1，并与中心固定支点3呈三角形分布，正面为正极，背面为负极(如图2所示)。各驱动单元的正极引线5、6，负极引线7、8由侧面引出。

如图3所示，每一片压电陶瓷片4上集成有四个分别两两对应作为x方向的两个驱动单元2和y方向的两个驱动单元1，并与中心固定支点3呈中心对称排列分布，其正面为正极，背面为负极(如图4所示)。各驱动单元的正极引线9、10、11、12和负极引线13、14、15、16均由侧面引出。

如图5所示，将多片带有如上述图1、2或图3、4有x、y方向驱动单元的压电陶瓷片4按每个驱动单元对应叠加粘接并联构成集成式多点压电驱动器17，驱动器17的正面粘接反射镜19，其反面固定粘接在镜座底板18上。各驱动单元的正负极引线由侧面引出各自对应并联分别与高压放大器连接。

工作时，高压放大器分别施加给集成式多点驱动器17上的各驱动单元正负外电压，x方向的驱动单元2和y方向的驱动单元1发生正负变形，即推动反射镜分别绕x、y方向作正、负倾斜。

本发明相比已有技术具有如下优点：

采用多片带有分别作为x、y方向的驱动单元的压电陶瓷片，按各驱动单元对应叠加粘接并联构成的集成式多点整体结构压电驱动器，一端固定于镜座底板，另一端固定反射镜的结构，大大缩小了倾斜镜的尺寸，同样产生±1′倾斜量的倾斜镜口径尺寸可缩小至φ10，比原来要小4～5倍，重量减小6～9倍。谐振频率可提高几倍，达到1000Hz以上。由于制造驱动器的原材料与工作量的减小，成本至少降低一倍以上。由于体积减小，重量小和高性能，扩大了应用范围，除了地面的各种应用外，主要是能够应用到航天领域中去，如空间光通信、小卫星等等。

Claims (5)

1、小型高速压电倾斜反射镜，镜座底板(18)与反射镜(19)之间的压电驱动器(17)为多片压电陶瓷叠加粘接而成，并与镜座底板(18)及反射镜(19)刚性联接成一体，其特征在于：各压电陶瓷片(4)的中心处粘接为固定支点(3)；各压电陶瓷片(4)上集成有偶数个受高压放大器信号驱动的、分别作为x方向的驱动单元(2)和y方向的驱动单元(1)，驱动单元的一面为正极，另一面为负极；各压电陶瓷片(4)按各驱动单元对应叠加粘接并联构成集成式多点整体结构压电驱动器(17)，驱动器(17)的正面连接反射镜(19)，背面固定连接于镜座底板(18)。

2、如权利要求1所述的小型高速压电倾斜反射镜，其特征在于每一压电陶瓷片(4)上集成有两个包括x方向的驱动单元(2)和y方向的驱动单元(1)，并与中心固定支点(3)呈三角形分布。

3、如权利要求1所述的小型高速压电倾斜反射镜，其特征在于每一片压电陶瓷片(4)上集成有四个包括两个x方向的驱动单元(2)和两个y方向的驱动单元(1)，并与中心固定支点(3)呈中心对称排列分布。

4、如权利要求1或2所述的小型高速压电倾斜反射镜，其特征在于每一片压电陶瓷片(4)上的x方向的驱动单元(2)的正、负极引线(6)、(8)和y方向的驱动单元(1)的正、负极引线(5)、(7)由侧面引出，正、负极引线(7)、(8)各自并联后，分别与各自的高压放大器相连接。

5、如权利要求1和3所述的小型高速压电倾斜反射镜，其特征在于每片压电陶瓷片(4)上的x方向的驱动单元(2)的正负极引线(11)、(12)、(14)、(16)和y方向驱动单元(1)的正负极引线(9)、(10)、(13)、(15)均从侧面引出，并一一对应并联。

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