Modulare optică de fază bazată pe ceramică piezoelectrică PZT

Odată cu tehnologia de producție și extinderea continuă a aplicațiilor, ceramica piezoelectrică PZT a fost introdusă pe scară largă în viziunea oamenilor, iar popularitatea lor este, de asemenea, în creștere.

Ceramica piezoelectrică PZT are efectul piezoelectric invers, adică micro deplasarea semnalului de tensiune corespunzător poate fi generată sub semnalul de tensiune aplicat și are caracteristicile de înaltă rezoluție și viteză de răspuns de microsecunde, care îndeplinește acuratețea modulării fazei optice. Defazatorul ceramic piezoelectric PZT este, de asemenea, componenta principală a diferitelor interferometre, iar precizia sa de discul piezo-ceramic va afecta direct precizia de măsurare a interferometrului.

  În funcție de diferența de cale optică de interferență, numărul și tipurile de ceramică piezoelectrică PZT utilizate sunt diferite, în general pot fi împărțite în o singură ramură și mai multe ramuri și, în funcție de diferite scenarii de utilizare ale clienților, miezul va oferi o varietate de soluții ceramice piezoelectrice cu modulare de fază / defazată. Când fibra optică este utilizată ca mediu de propagare a luminii, cum ar fi interferometrul diferenţial cu fibre, laserul cu fibră reglabilă etc., faza luminii se va schimba odată cu lungimea de propagare. De exemplu, când o fibră optică este înfășurată pe o ceramică piezoelectrică PZT, când este aplicat un semnal de tensiune, ceramica piezoelectrică este ușor deformată, modificând astfel lungimea și indicele de refracție al fibrei optice înfășurate pe ceramica piezoelectrică. Când cel Conducta cilindrica piezo-ceramica sufera micro-deformatii periodice, lungimea fibrei se modifica periodic, iar faza luminii care se propaga se schimba periodic. Pentru acest scenariu, tipurile de ceramică piezoelectrică opțională PZT sunt foarte diverse, afectate de mulți factori, cum ar fi dimensiunea, timpul de întârziere și metodele de ajustare.

Targa din fibre piezoelectrice

În această situație, se poate folosi extensia de fibre de întindere, care are două versiuni, ambele cu canal de înfășurare a fibrei, fibra poate fi înfășurată direct în șanț, iar lungimea fibrei înfășurate poate ajunge la 100 de metri față de cea de mai sus. Domeniul său de deplasare este mare, iar deplasarea radială poate ajunge la 80μm, ceea ce poate reduce foarte mult tensiunea de antrenare și poate produce în continuare o deplasare mare. De exemplu, la 10V, deplasarea radială poate ajunge încă mai mult de 5μm.

Stivă ceramică piezoelectrică goală

O altă modalitate este să folosiți o stivă ceramică piezoelectrică goală, care se deformează pe lungime și are un orificiu traversant în centru. Prin deformarea periodică prin alungire a ceramicii piezoelectrice, lungimea propagării luminii poate fi modificată periodic, schimbând astfel faza luminii. Acest tip de ceramică piezoelectrică poate produce deplasări > 1,5 μm sub tensiune de 15 V și, practic, elimină efectele negative cauzate de semnalul de tensiune.

Traductorul piezoelectric din ceramică piezoelectrică are o toleranță dimensională de ± 0,01 mm și o planeitate de până la ± 5μm, ceea ce este foarte potrivit pentru modularea de fază a fibrei optice și poate garanta acuratețea interferometrelor.

Frecvența și amplitudinea intensității luminii de ieșire a interferometrului cu fibre au o relație liniară cu frecvența și mărimea semnalului de tensiune aplicat ceramicii piezoelectrice PZT. Un interferometru care utilizează un modulator de fază optică ceramică piezoelectrică goală are o sensibilitate foarte mare și este foarte potrivit pentru monitorizarea surselor de vibrații din mediul extern, precum și pentru monitorizarea frecvenței și amplitudinii vibrațiilor sursei de vibrații.

Tub din ceramică piezoelectrică în formă de tub

O altă modalitate este de a folosi tuburi/inele ceramice piezoelectrice. Produce mișcări de dilatare și contracție în direcția radială. Sub acțiunea semnalului de tensiune periodică, tubul ceramic piezoelectric produce o mișcare periodică de expansiune, ceea ce face ca lungimea și indicele de refracție al fibrei optice înfășurate pe suprafața diametrului exterior să se schimbe periodic, schimbând astfel periodic faza luminii transmise.

Defazatoarele piezoelectrice sunt utilizate la interferometrele cu diametru mare. Principiul este același și aici sunt menționate și interferometrele cu diametru mare. Pentru traseul optic orizontal orizontal cu diametru mare al interferometrului Fizeau, reflectorul pe care îl folosește este în general o lentilă sferică mai grea, iar procesul său de măsurare este prin ajustarea poziției reflectorului. Este dificil ca o singură ceramică piezoelectrică PZT să îndeplinească cerințele, așa că, în general, mai multe ceramice piezoelectrice PZT sunt utilizate în interior, distribuite uniform în jurul unui cerc concentric.

Interferometrele cu diametru mare au, în general, lentile încărcate mai mari și necesită găuri centrale mai mari. Pentru această cerință de aplicație, miezul poate proiecta defazatoare piezoelectrice PZT în funcție de structura interferometrului, cum ar fi defazatoarele piezoelectrice din seria P77. Are o capacitate portantă de până la 15 kg când este plasat vertical, 5 kg când este așezat orizontal și 10 kg când este plasat cu susul în jos, iar deschiderea centrală transparentă poate fi selectată în mod arbitrar de la φ36 la φ260mm și poate fi personalizată pentru deschideri mai mari și sarcini mai mari. În prezent, cursa produsului standard este de 6μm, 20μm, 50μm etc. Acest tip de comutator de fază piezoelectric este foarte potrivit pentru interferometrul laser, utilizat pentru a detecta planeitatea lentilelor etc.