تعديل الطور البصري على أساس السيراميك الكهرضغطي PZT

مع تكنولوجيا الإنتاج والتوسع المستمر للتطبيقات، تم إدخال السيراميك الكهرضغطي PZT على نطاق واسع في رؤية الناس، كما أن شعبيتها آخذة في الارتفاع.

السيراميك الكهرضغطي PZT له تأثير كهرضغطية معكوس، أي أنه يمكن إنشاء الإزاحة الدقيقة لإشارة الجهد المقابلة تحت إشارة الجهد المطبقة، ولها خصائص الدقة العالية وسرعة الاستجابة للثانية الدقيقة، والتي تلبي دقة تعديل الطور البصري. يعد ناقل الطور الخزفي الكهرضغطي PZT أيضًا المكون الرئيسي لمقاييس التداخل المختلفة، كما أن دقته سيؤثر قرص السيراميك الانضغاطي بشكل مباشر على دقة قياس مقياس التداخل.

  وفقًا للاختلاف في مسار التداخل البصري، يختلف عدد وأنواع السيراميك الكهرضغطي PZT المستخدم، ويمكن تقسيمه بشكل عام إلى فرع واحد ومتعدد الفروع، ووفقًا لسيناريوهات الاستخدام المختلفة للعملاء، سيوفر القلب مجموعة متنوعة من تعديل الطور / حل السيراميك الكهرضغطي المتحرك. عندما يتم استخدام الألياف الضوئية كوسيلة لانتشار الضوء، مثل مقياس التداخل التفاضلي للألياف، وليزر الألياف القابل للضبط، وما إلى ذلك، فإن مرحلة الضوء ستتغير مع طول الانتشار. على سبيل المثال، عندما يتم لف ألياف ضوئية على سيراميك كهرضغطية PZT، عند تطبيق إشارة الجهد، فإن السيراميك الكهرضغطي يتشوه قليلاً، وبالتالي يتغير طول ومعامل انكسار الألياف الضوئية الملفوفة على السيراميك الكهرضغطي. عندما يخضع أنبوب الأسطوانة الخزفي الانضغاطي لتشوه دقيق دوري، ويتغير طول الألياف بشكل دوري، كما تتغير مرحلة انتشار الضوء بشكل دوري. بالنسبة لهذا السيناريو، فإن أنواع السيراميك الكهرضغطية PZT الاختيارية متنوعة جدًا، وتتأثر بالعديد من العوامل مثل الحجم ووقت التأخير وطرق الضبط.

نقالة الألياف الكهرضغطية

في هذه الحالة، يمكن استخدام موسع تمدد الألياف، والذي يحتوي على نسختين، كلاهما مع أخدود لف الألياف، ويمكن جرح الألياف مباشرة في الأخدود، ويمكن أن يصل طول ألياف الجرح إلى 100 متر أعلاه. نطاق إزاحتها كبير، ويمكن أن تصل الإزاحة الشعاعية إلى 80μm، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من جهد القيادة ولا يزال ينتج إزاحة كبيرة. على سبيل المثال، عند 10V، يمكن أن يصل الإزاحة الشعاعية إلى أكثر من 5μm.

كومة سيراميك كهرضغطية مجوفة

هناك طريقة أخرى تتمثل في استخدام كومة سيراميك كهروضغطية مجوفة، والتي تتشوه على طول الطول ولها ثقب في المنتصف. من خلال تشوه الاستطالة الدوري للسيراميك الكهرضغطي، يمكن تغيير طول انتشار الضوء بشكل دوري، وبالتالي تغيير مرحلة الضوء. هذا النوع من السيراميك الكهرضغطي يمكن أن ينتج إزاحة أكبر من 1.5μm تحت جهد 15V، ويزيل بشكل أساسي التأثيرات السلبية الناجمة عن إشارة الجهد.

يتمتع محول الطاقة الكهرضغطية من السيراميك الانضغاطي بتسامح أبعاد يبلغ ± 0.01 مم وتسطيح يصل إلى ± 5 ميكرومتر، وهو مناسب جدًا لتعديل الطور للألياف الضوئية ويمكن أن يضمن دقة مقاييس التداخل.

إن تردد وسعة شدة الضوء الناتج لمقياس تداخل الألياف لهما علاقة خطية مع تردد وحجم إشارة الجهد المطبقة على السيراميك الكهرضغطي PZT. يتمتع مقياس التداخل الذي يستخدم مُعدِّل الطور البصري الخزفي الكهرضغطي المجوف بحساسية عالية جدًا ومناسب جدًا لمراقبة مصادر الاهتزاز في البيئة الخارجية، بالإضافة إلى مراقبة تردد الاهتزاز وسعة مصدر الاهتزاز.

أنبوب سيراميك كهرضغطية على شكل أنبوب

هناك طريقة أخرى وهي استخدام الأنابيب/الحلقات الخزفية الكهرضغطية. وتنتج حركات التوسع والانكماش في الاتجاه الشعاعي. تحت تأثير إشارة الجهد الدورية، ينتج أنبوب السيراميك الكهروإجهادي حركة تمدد دورية، مما يتسبب في تغيير طول ومعامل انكسار الألياف الضوئية الملفوفة على سطح القطر الخارجي بشكل دوري، وبالتالي تغيير مرحلة الضوء المنقول بشكل دوري.

تُستخدم مبدلات الطور الكهرضغطية في مقاييس التداخل ذات القطر الكبير. المبدأ هو نفسه، كما تم ذكر مقاييس التداخل ذات القطر الكبير هنا أيضًا. بالنسبة للمسار البصري الأفقي ذو القطر الكبير لمقياس تداخل Fizeau، فإن العاكس الذي يستخدمه هو بشكل عام عدسة كروية أثقل، وتتم عملية قياسه عن طريق ضبط موضع العاكس. من الصعب على سيراميك كهرضغطية PZT واحد أن يفي بالمتطلبات، لذلك بشكل عام يتم استخدام سيراميك كهرضغطية PZT متعدد داخليًا، موزعًا بالتساوي حول دائرة متحدة المركز.

تحتوي مقاييس التداخل ذات القطر الكبير عمومًا على عدسات محملة أكبر وتتطلب مركزًا أكبر من خلال الثقوب. بالنسبة لمتطلبات التطبيق هذه، يمكن للنواة تصميم مبدلات الطور الكهرضغطية PZT حسب هيكل مقياس التداخل، مثل مبدلات الطور الكهرضغطية من سلسلة P77. تتمتع بقدرة تحمل تصل إلى 15 كجم عند وضعها في وضع مستقيم، و5 كجم عند وضعها أفقيًا، و10 كجم عند وضعها رأسًا على عقب، ويمكن اختيار الفتحة المركزية الواضحة بشكل تعسفي من φ36 إلى φ260 مم، ويمكن تخصيصها لفتحات أكبر وأحمال أكبر. في الوقت الحاضر، شوط المنتج القياسي هو 6μm، 20μm، 50μm، إلخ. هذا النوع من محول الطور الكهرضغطي مناسب جدًا لمقياس التداخل الليزري، المستخدم للكشف عن تسطيح العدسات، إلخ.