Modulasi fase optik berdasarkan keramik piezoelektrik PZT

Dengan teknologi produksi dan perluasan aplikasi yang berkelanjutan, keramik piezoelektrik PZT telah banyak menjadi perhatian masyarakat, dan popularitasnya juga meningkat.

Keramik piezoelektrik PZT memiliki efek piezoelektrik terbalik, yaitu perpindahan mikro dari sinyal tegangan yang sesuai dapat dihasilkan di bawah sinyal tegangan yang diberikan, dan memiliki karakteristik resolusi tinggi dan kecepatan respons mikro-detik, yang memenuhi keakuratan modulasi fase optik. Pemindah fase keramik piezoelektrik PZT juga merupakan komponen utama dari berbagai interferometer, dan keakuratannya piringan keramik piezo akan secara langsung mempengaruhi keakuratan pengukuran interferometer.

  Menurut perbedaan jalur optik interferensi, jumlah dan jenis keramik piezoelektrik PZT yang digunakan berbeda, umumnya dapat dibagi menjadi cabang tunggal dan multi, dan sesuai dengan skenario penggunaan pelanggan yang berbeda, inti akan menyediakan berbagai modulasi fasa / solusi keramik piezoelektrik pergeseran fasa. Ketika serat optik digunakan sebagai media perambatan cahaya, seperti interferometer diferensial serat, laser serat merdu, dll., fase cahaya akan berubah seiring dengan panjang rambat. Misalnya, ketika serat optik digulung pada keramik piezoelektrik PZT, ketika sinyal tegangan diterapkan, keramik piezoelektrik tersebut sedikit berubah bentuk, sehingga mengubah panjang dan indeks bias dari luka serat optik pada keramik piezoelektrik. Ketika pipa silinder keramik piezo mengalami deformasi mikro secara berkala, panjang serat berubah secara berkala, dan fase cahaya yang merambat juga berubah secara berkala. Untuk skenario ini, jenis keramik piezoelektrik PZT opsional sangat beragam, dipengaruhi oleh banyak faktor seperti ukuran, waktu tunda, dan metode penyesuaian.

Tandu serat piezoelektrik

Untuk keadaan ini dapat digunakan fiber stretch expander yang mempunyai dua versi, baik dengan alur penggulungan serat, serat dapat langsung digulung pada alur, dan panjang serat yang dililit dapat mencapai 100 meter ke atas. Kisaran perpindahannya besar, dan perpindahan radialnya bisa mencapai 80μm, yang dapat sangat mengurangi tegangan penggerak dan tetap menghasilkan perpindahan yang besar. Misalnya pada 10V, perpindahan radial masih bisa mencapai lebih dari 5μm.

Tumpukan keramik piezoelektrik berongga

Cara lain adalah dengan menggunakan tumpukan keramik piezoelektrik berongga, yang berubah bentuk sepanjang dan memiliki lubang tembus di tengahnya. Melalui deformasi pemanjangan periodik keramik piezoelektrik, panjang rambat cahaya dapat diubah secara berkala, sehingga mengubah fase cahaya. Keramik piezoelektrik jenis ini dapat menghasilkan perpindahan >1,5μm di bawah tegangan 15V, dan pada dasarnya menghilangkan efek negatif yang disebabkan oleh sinyal tegangan.

transduser piezoelektrik keramik piezo memiliki toleransi dimensi ±0,01 mm dan kerataan hingga ±5μm, sangat cocok untuk modulasi fasa serat optik dan dapat menjamin keakuratan interferometer.

Frekuensi dan amplitudo intensitas cahaya keluaran interferometer serat memiliki hubungan linier dengan frekuensi dan besarnya sinyal tegangan yang diterapkan pada keramik piezoelektrik PZT. Interferometer yang menggunakan modulator fase optik keramik piezoelektrik berongga memiliki sensitivitas yang sangat tinggi dan sangat cocok untuk memantau sumber getaran di lingkungan luar, serta memantau frekuensi getaran dan amplitudo sumber getaran.

Tabung keramik piezoelektrik berbentuk tabung

Cara lain adalah dengan menggunakan tabung/cincin keramik piezoelektrik. Ini menghasilkan gerakan ekspansi dan kontraksi dalam arah radial. Di bawah aksi sinyal tegangan periodik, tabung keramik piezoelektrik menghasilkan gerakan ekspansi periodik, yang menyebabkan panjang dan indeks bias luka serat optik pada permukaan diameter luar berubah secara berkala, sehingga mengubah fase cahaya yang ditransmisikan secara berkala.

Pemindah fase piezoelektrik digunakan dalam interferometer berdiameter besar. Prinsipnya sama, dan interferometer berdiameter besar juga disebutkan di sini. Untuk jalur optik horizontal horizontal berdiameter besar pada interferometer Fizeau, reflektor yang digunakan umumnya berupa lensa sferis yang lebih berat, dan proses pengukurannya dengan mengatur posisi reflektor. Sulit bagi satu keramik piezoelektrik PZT untuk memenuhi persyaratan, sehingga umumnya beberapa keramik piezoelektrik PZT digunakan secara internal, didistribusikan secara merata di sekitar lingkaran konsentris.

Interferometer berdiameter besar umumnya memiliki lensa dengan muatan lebih besar dan memerlukan lubang tembus pusat yang lebih besar. Untuk persyaratan aplikasi ini, inti dapat merancang pemindah fasa piezoelektrik PZT sesuai dengan struktur interferometer, seperti pemindah fasa piezoelektrik seri P77. Ia memiliki daya dukung hingga 15kg bila ditempatkan tegak, 5kg bila ditempatkan secara horizontal, dan 10kg bila ditempatkan terbalik, dan bukaan bening tengah dapat dipilih secara sewenang-wenang dari φ36 hingga φ260mm, dan dapat disesuaikan untuk bukaan yang lebih besar dan beban yang lebih besar. Saat ini, langkah produk standar adalah 6μm, 20μm, 50μm, dll. Pengalih fase piezoelektrik jenis ini sangat cocok untuk interferometer laser, digunakan untuk mendeteksi kerataan lensa, dll.