Optisk fasemodulasjon basert på PZT piezoelektrisk keramikk

Med produksjonsteknologien og den kontinuerlige utvidelsen av applikasjoner har PZT piezoelektrisk keramikk blitt mye inngått i folks visjon, og deres popularitet øker også.

PZT piezoelektrisk keramikk har den omvendte piezoelektriske effekten, det vil si at mikroforskyvningen av det tilsvarende spenningssignalet kan genereres under det påførte spenningssignalet, og det har egenskapene til høy oppløsning og mikrosekunders responshastighet, som oppfyller nøyaktigheten til optisk fasemodulasjon. PZT piezoelektrisk keramisk faseskifter er også hovedkomponenten i forskjellige interferometre, og dens nøyaktighet av piezokeramiske skiver vil direkte påvirke målenøyaktigheten til interferometeret.

  I henhold til forskjellen i den optiske interferensbanen, er antallet og typene av PZT piezoelektrisk keramikk som brukes, forskjellige, kan generelt deles inn i enkelt- og flergrener, og i henhold til forskjellige bruksscenarier for kunder, vil kjernen gi en rekke fasemodulering / faseforskyvning piezoelektrisk keramisk løsning. Når optisk fiber brukes som forplantningsmedium for lys, slik som fiberdifferensialinterferometer, avstembar fiberlaser, etc., vil lysfasen endres med forplantningslengden. For eksempel, når en optisk fiber er viklet på en PZT piezoelektrisk keramikk, når et spenningssignal påføres, deformeres den piezoelektriske keramikken litt, og endrer derved lengden og brytningsindeksen til den optiske fiberen viklet på den piezoelektriske keramikken. Når piezo keramisk sylinderrør gjennomgår periodisk mikrodeformasjon, fiberlengden endres med jevne mellomrom, og fasen til forplantningslyset endres også periodisk. For dette scenariet er typene valgfri PZT piezoelektrisk keramikk svært forskjellige, påvirket av mange faktorer som størrelse, forsinkelsestid og justeringsmetoder.

Piezoelektrisk fiberbåre

For denne situasjonen kan fiberstrekkekspander brukes, som har to versjoner, begge med fiberviklingsspor, fiberen kan vikles direkte i sporet, og lengden på viklet fiber kan nå 100 meter ovenfor. Forskyvningsområdet er stort, og den radielle forskyvningen kan nå 80μm, noe som i stor grad kan redusere drivspenningen og fortsatt produsere en stor forskyvning. For eksempel, ved 10V, kan den radielle forskyvningen fortsatt nå mer enn 5μm.

Hul piezoelektrisk keramikkstabel

En annen måte er å bruke en hul piezoelektrisk keramikkstabel, som deformeres langs lengden og har et gjennomgående hull i midten. Gjennom den periodiske forlengelsesdeformasjonen av den piezoelektriske keramikken, kan lengden på lysutbredelsen endres periodisk, og dermed endre lysfasen. Denne typen piezoelektrisk keramikk kan produsere forskyvning >1,5μm under 15V spenning, og i utgangspunktet eliminere de negative effektene forårsaket av spenningssignalet.

piezo keramikk piezoelektrisk transduser har en dimensjonal toleranse på ±0,01mm og en flathet på opptil ±5μm, noe som er svært egnet for fasemodulering av fiberoptikk og kan garantere nøyaktigheten til interferometre.

Frekvensen og amplituden til utgangslysintensiteten til fiberinterferometeret har et lineært forhold til frekvensen og størrelsen på spenningssignalet påført PZT piezoelektriske keramiske. Et interferometer som bruker en hul piezoelektrisk keramisk optisk fasemodulator har svært høy følsomhet og er svært egnet for å overvåke vibrasjonskilder i det ytre miljø, samt overvåke vibrasjonsfrekvensen og amplituden til vibrasjonskilden.

Rørformet piezoelektrisk keramisk rør

En annen måte er å bruke piezoelektriske keramiske rør/ringer. Den produserer ekspansjons- og sammentrekningsbevegelser i radiell retning. Under påvirkning av det periodiske spenningssignalet produserer det piezoelektriske keramiske røret en periodisk ekspansjonsbevegelse, som får lengden og brytningsindeksen til den optiske fiberen viklet på overflaten med ytre diameter til å endre seg periodisk, og dermed periodisk endre fasen til det transmitterte lyset.

Piezoelektriske faseskiftere brukes i interferometre med stor diameter. Prinsippet er det samme, og interferometre med stor diameter er også nevnt her. For den horisontale horisontale optiske banen med stor diameter til Fizeau-interferometeret, er reflektoren den bruker generelt en tyngre sfærisk linse, og måleprosessen er ved å justere reflektorens posisjon. Det er vanskelig for en enkelt PZT piezoelektrisk keramikk å oppfylle kravene, så generelt brukes flere PZT piezoelektrisk keramikk internt, jevnt fordelt rundt en konsentrisk sirkel.

Interferometre med stor diameter har generelt større belastede linser og krever større sentrale gjennomgående hull. For dette applikasjonskravet kan kjernen spesialdesigne PZT piezoelektriske faseskiftere i henhold til strukturen til interferometeret, for eksempel P77-seriens piezoelektriske faseskiftere. Den har en bæreevne på opptil 15 kg når den plasseres oppreist, 5 kg når den plasseres horisontalt, og 10 kg når den plasseres opp ned, og den sentrale klare blenderåpningen kan velges vilkårlig fra φ36 til φ260 mm, og kan tilpasses for større åpninger og større belastninger. For øyeblikket er slaget til standardproduktet 6μm, 20μm, 50μm, etc. Denne typen piezoelektrisk faseskifter er veldig egnet for laserinterferometer, brukes til å oppdage flatheten til linser, etc.