Optisk fasemodulation baseret på PZT piezoelektrisk keramik

Med produktionsteknologien og den kontinuerlige udvidelse af applikationer er PZT piezoelektrisk keramik i vid udstrækning blevet indgået i folks vision, og deres popularitet er også stigende.

PZT piezoelektrisk keramik har den omvendte piezoelektriske effekt, det vil sige, at mikroforskydningen af ​​det tilsvarende spændingssignal kan genereres under det påførte spændingssignal, og det har egenskaberne med høj opløsning og mikrosekunders responshastighed, som opfylder nøjagtigheden af ​​optisk fasemodulation. PZT piezoelektrisk keramisk faseskifter er også hovedkomponenten i forskellige interferometre, og dens nøjagtighed af piezo keramisk skive vil direkte påvirke interferometerets målenøjagtighed.

  I henhold til forskellen i den optiske interferensvej er antallet og typerne af PZT piezoelektrisk keramik, der anvendes, forskellige, kan generelt opdeles i enkelt- og multi-grene, og i henhold til forskellige brugsscenarier for kunder vil kernen give en række forskellige fasemodulering / faseforskydning piezoelektrisk keramisk løsning. Når optisk fiber bruges som lysets udbredelsesmedium, såsom fiberdifferentialinterferometer, afstembar fiberlaser osv., vil lysets fase ændre sig med udbredelseslængden. For eksempel, når en optisk fiber er viklet på en PZT piezoelektrisk keramik, når et spændingssignal påføres, deformeres den piezoelektriske keramik let, hvorved længden og brydningsindekset af den optiske fiber viklet på den piezoelektriske keramik ændres. Når piezo keramisk cylinderrør gennemgår periodisk mikrodeformation, fiberlængden ændres periodisk, og fasen af ​​det udbredende lys ændres også periodisk. Til dette scenarie er typerne af valgfri PZT piezoelektrisk keramik meget forskellige, påvirket af mange faktorer såsom størrelse, forsinkelsestid og justeringsmetoder.

Piezoelektrisk fiberbåre

Til denne situation kan der anvendes fiber stretch expander, som har to versioner, begge med fiberviklingsrille, fiberen kan vikles direkte i rillen, og længden af ​​den viklede fiber kan nå 100 meter ovenstående. Dens forskydningsområde er stort, og den radiale forskydning kan nå 80μm, hvilket i høj grad kan reducere drivspændingen og stadig producere en stor forskydning. For eksempel ved 10V kan den radiale forskydning stadig nå mere end 5μm.

Hul piezoelektrisk keramisk stak

En anden måde er at bruge en hul piezoelektrisk keramisk stak, som deformeres på langs og har et gennemgående hul i midten. Gennem den periodiske forlængelsesdeformation af den piezoelektriske keramik kan længden af ​​lysudbredelsen periodisk ændres og derved ændre lysets fase. Denne form for piezoelektrisk keramik kan producere forskydning > 1,5 μm under 15V spænding og dybest set eliminere de negative virkninger forårsaget af spændingssignalet.

piezo keramik piezoelektrisk transducer har en dimensionel tolerance på ±0,01mm og en fladhed på op til ±5μm, hvilket er meget velegnet til fasemodulation af fiberoptik og kan garantere interferometres nøjagtighed.

Frekvensen og amplituden af ​​udgangslysintensiteten af ​​fiberinterferometeret har et lineært forhold til frekvensen og størrelsen af ​​spændingssignalet påført PZT piezoelektriske keramik. Et interferometer, der anvender en hul piezoelektrisk keramisk optisk fasemodulator, har meget høj følsomhed og er meget velegnet til overvågning af vibrationskilder i det ydre miljø, samt overvågning af vibrationsfrekvensen og amplituden af ​​vibrationskilden.

Rørformet piezoelektrisk keramisk rør

En anden måde er at bruge piezoelektriske keramiske rør/ringe. Det frembringer ekspansions- og kontraktionsbevægelser i radial retning. Under påvirkning af det periodiske spændingssignal frembringer det piezoelektriske keramiske rør en periodisk ekspansionsbevægelse, som får længden og brydningsindekset af den optiske fiber, der er viklet på overfladen med den ydre diameter, til at ændre sig periodisk, hvorved fasen af ​​det transmitterede lys ændres.

Piezoelektriske faseskiftere bruges i interferometre med stor diameter. Princippet er det samme, og her nævnes også interferometre med stor diameter. For Fizeau-interferometerets vandrette, vandrette optiske vej med stor diameter, er reflektoren, den bruger, generelt en tungere sfærisk linse, og dens måleproces er ved at justere reflektorens position. Det er svært for en enkelt PZT piezoelektrisk keramik at opfylde kravene, så generelt bruges flere PZT piezoelektriske keramik internt, jævnt fordelt omkring en koncentrisk cirkel.

Interferometre med stor diameter har generelt større belastede linser og kræver større centrale gennemgående huller. Til dette applikationskrav kan kernen specialdesigne PZT piezoelektriske faseskiftere i henhold til strukturen af ​​interferometeret, såsom P77-seriens piezoelektriske faseskiftere. Den har en bæreevne på op til 15 kg, når den placeres oprejst, 5 kg, når den placeres vandret, og 10 kg, når den placeres på hovedet, og den centrale klare åbning kan vælges vilkårligt fra φ36 til φ260 mm og kan tilpasses til større åbninger og større belastninger. På nuværende tidspunkt er slagtilfældet af standardproduktet 6μm, 20μm, 50μm osv. Denne form for piezoelektrisk faseskifter er meget velegnet til laserinterferometer, der bruges til at detektere linsernes fladhed mv.