Optische fasemodulatie gebaseerd op PZT-piëzo-elektrische keramiek

Met de productietechnologie en de voortdurende uitbreiding van toepassingen is PZT-piëzo-elektrische keramiek op grote schaal opgenomen in de visie van mensen, en hun populariteit neemt ook toe.

PZT-piëzo-elektrische keramiek heeft het omgekeerde piëzo-elektrische effect, dat wil zeggen dat de microverplaatsing van het overeenkomstige spanningssignaal kan worden gegenereerd onder het aangelegde spanningssignaal, en het heeft de kenmerken van hoge resolutie en microseconde-responssnelheid, die voldoet aan de nauwkeurigheid van optische fasemodulatie. PZT piëzo-elektrische keramische faseverschuiver is ook het hoofdbestanddeel van verschillende interferometers en de nauwkeurigheid ervan piëzo-keramische schijf heeft een directe invloed op de meetnauwkeurigheid van de interferometer.

  Afhankelijk van het verschil in optische interferentiepad zijn het aantal en de typen gebruikte PZT-piëzo-elektrische keramiek verschillend, kunnen ze over het algemeen worden onderverdeeld in enkele en meervoudige vertakkingen, en volgens verschillende gebruiksscenario's van klanten zal de kern een verscheidenheid aan fasemodulatie / faseverschoven piëzo-elektrische keramische oplossingen bieden. Wanneer optische vezels worden gebruikt als voortplantingsmedium van licht, zoals een vezeldifferentiële interferometer, afstembare vezellaser, enz., zal de fase van het licht veranderen met de voortplantingslengte. Wanneer bijvoorbeeld een optische vezel op een PZT-piëzo-elektrisch keramiek wordt gewikkeld, wanneer een spanningssignaal wordt aangelegd, wordt het piëzo-elektrische keramiek enigszins vervormd, waardoor de lengte en brekingsindex van de optische vezel die op het piëzo-elektrische keramiek is gewikkeld, verandert. Wanneer de piëzo-keramische cilinderpijp ondergaat periodieke microvervorming, de vezellengte verandert periodiek en de fase van het voortplantende licht verandert ook periodiek. Voor dit scenario zijn de typen optionele PZT-piëzo-elektrische keramiek zeer divers en worden ze beïnvloed door vele factoren, zoals grootte, vertragingstijd en aanpassingsmethoden.

Piëzo-elektrische vezelbrancard

Voor deze situatie kan een vezelrekexpander worden gebruikt, die twee versies heeft, beide met vezelwikkelgroef, de vezel kan direct in de groef worden gewikkeld en de lengte van de gewikkelde vezel kan 100 meter bedragen. Het verplaatsingsbereik is groot en de radiale verplaatsing kan 80 μm bereiken, wat de aandrijfspanning aanzienlijk kan verminderen en toch een grote verplaatsing kan produceren. Bij 10V kan de radiale verplaatsing bijvoorbeeld nog steeds meer dan 5 μm bedragen.

Holle piëzo-elektrische keramische stapel

Een andere manier is het gebruik van een holle piëzo-elektrische keramische stapel, die over de lengte vervormt en een doorgaand gat in het midden heeft. Door de periodieke verlengingsvervorming van het piëzo-elektrische keramiek kan de lengte van de lichtvoortplanting periodiek worden veranderd, waardoor de fase van het licht verandert. Dit soort piëzo-elektrische keramiek kan een verplaatsing van >1,5 μm produceren onder een spanning van 15 V, en in feite de negatieve effecten elimineren die door het spanningssignaal worden veroorzaakt.

piëzo-keramiek piëzo-elektrische transducer heeft een maattolerantie van ± 0,01 mm en een vlakheid tot ± 5 μm, wat zeer geschikt is voor fasemodulatie van glasvezel en de nauwkeurigheid van interferometers kan garanderen.

De frequentie en amplitude van de uitgangslichtintensiteit van de vezelinterferometer hebben een lineair verband met de frequentie en grootte van het spanningssignaal dat wordt aangelegd aan het PZT-piëzo-elektrische keramiek. Een interferometer die gebruik maakt van een holle piëzo-elektrische keramische optische fasemodulator heeft een zeer hoge gevoeligheid en is zeer geschikt voor het monitoren van trillingsbronnen in de externe omgeving, evenals voor het monitoren van de trillingsfrequentie en amplitude van de trillingsbron.

Buisvormige piëzo-elektrische keramische buis

Een andere manier is het gebruik van piëzo-elektrische keramische buizen/ringen. Het produceert uitzettings- en samentrekkingsbewegingen in radiale richting. Onder invloed van het periodieke spanningssignaal produceert de piëzo-elektrische keramische buis een periodieke expansiebeweging, waardoor de lengte en brekingsindex van de op het buitendiameteroppervlak gewikkelde optische vezel periodiek veranderen, waardoor periodiek de fase van het doorgelaten licht verandert.

Piëzo-elektrische faseverschuivers worden gebruikt in interferometers met een grote diameter. Het principe is hetzelfde, en hier worden ook interferometers met een grote diameter genoemd. Voor het horizontale horizontale optische pad met grote diameter van de Fizeau-interferometer is de reflector die hij gebruikt over het algemeen een zwaardere sferische lens, en het meetproces vindt plaats door de positie van de reflector aan te passen. Het is moeilijk voor een enkele PZT-piëzo-elektrische keramiek om aan de eisen te voldoen, daarom worden er doorgaans meerdere PZT-piëzo-elektrische keramieken intern gebruikt, gelijkmatig verdeeld rond een concentrische cirkel.

Interferometers met een grote diameter hebben over het algemeen grotere belaste lenzen en vereisen grotere centrale doorgaande gaten. Voor deze toepassingsvereiste kan de kern PZT-piëzo-elektrische faseverschuivers op maat ontwerpen volgens de structuur van de interferometer, zoals piëzo-elektrische faseverschuivers uit de P77-serie. Het heeft een draagvermogen van maximaal 15 kg wanneer het rechtop wordt geplaatst, 5 kg wanneer het horizontaal wordt geplaatst en 10 kg wanneer het ondersteboven wordt geplaatst. De centrale vrije opening kan willekeurig worden geselecteerd van φ36 tot φ260 mm, en kan worden aangepast voor grotere openingen en grotere belastingen. Momenteel is de slag van het standaardproduct 6 μm, 20 μm, 50 μm, enz. Dit soort piëzo-elektrische faseverschuiver is zeer geschikt voor laserinterferometers, die worden gebruikt om de vlakheid van lenzen te detecteren, enz.