Optisk fasmodulering baserad på PZT piezoelektrisk keramik

Med produktionstekniken och den kontinuerliga expansionen av applikationer har PZT piezoelektrisk keramik kommit in i människors vision i stor utsträckning, och deras popularitet ökar också.

PZT piezoelektrisk keramik har den omvända piezoelektriska effekten, det vill säga mikroförskjutningen av motsvarande spänningssignal kan genereras under den applicerade spänningssignalen, och den har egenskaperna för hög upplösning och mikrosekundsvarshastighet, vilket uppfyller noggrannheten hos optisk fasmodulering. PZT piezoelektrisk keramisk fasskiftare är också huvudkomponenten i olika interferometrar, och dess noggrannhet av piezokeramisk skiva kommer att direkt påverka mätnoggrannheten för interferometern.

  Beroende på skillnaden i den optiska störningsvägen är antalet och typerna av PZT piezoelektrisk keramik som används olika, i allmänhet kan de delas in i en och flera grenar, och enligt olika användningsscenarier för kunder kommer kärnan att tillhandahålla en mängd olika fasmodulering / fasförskjuten piezoelektrisk keramisk lösning. När optisk fiber används som utbredningsmedium för ljus, såsom fiberdifferentialinterferometer, avstämbar fiberlaser, etc., kommer ljusets fas att ändras med utbredningslängden. Till exempel, när en optisk fiber lindas på en PZT piezoelektrisk keram, när en spänningssignal appliceras, deformeras den piezoelektriska keramen något, varigenom längden och brytningsindexet för den optiska fibern lindad på den piezoelektriska keramen ändras. När piezokeramiskt cylinderrör genomgår periodisk mikrodeformation, fiberlängden ändras periodiskt och fasen för det utbredningsljus ändras också periodiskt. För detta scenario är typerna av PZT piezoelektrisk keramik som tillval mycket olika, påverkade av många faktorer som storlek, fördröjningstid och justeringsmetoder.

Piezoelektrisk fibersträckare

För denna situation kan fibersträckexpander användas, som har två versioner, båda med fiberlindningsspår, fibern kan lindas direkt i spåret och längden på den lindade fibern kan nå 100 meter ovan. Dess förskjutningsintervall är stort, och den radiella förskjutningen kan nå 80μm, vilket avsevärt kan minska drivspänningen och fortfarande producera en stor förskjutning. Till exempel, vid 10V, kan den radiella förskjutningen fortfarande nå mer än 5μm.

Ihålig piezoelektrisk keramisk stapel

Ett annat sätt är att använda en ihålig piezoelektrisk keramisk stapel, som deformeras längs längden och har ett genomgående hål i mitten. Genom den periodiska förlängningsdeformationen av den piezoelektriska keramen kan ljusets utbredningslängd periodiskt ändras och därigenom ändra ljusets fas. Denna typ av piezoelektrisk keramik kan producera förskjutning >1,5 μm under 15V spänning, och i princip eliminera de negativa effekterna som orsakas av spänningssignalen.

piezokeramik piezoelektrisk givare har en dimensionstolerans på ±0,01 mm och en planhet på upp till ±5μm, vilket är mycket lämpligt för fasmodulering av fiberoptik och kan garantera interferometrarnas noggrannhet.

Frekvensen och amplituden för utgående ljusintensitet från fiberinterferometern har ett linjärt samband med frekvensen och storleken på spänningssignalen som appliceras på den piezoelektriska PZT-keramen. En interferometer som använder en ihålig piezoelektrisk keramisk optisk fasmodulator har mycket hög känslighet och är mycket lämplig för att övervaka vibrationskällor i den yttre miljön, samt att övervaka vibrationsfrekvensen och amplituden hos vibrationskällan.

Rörformigt piezoelektriskt keramiskt rör

Ett annat sätt är att använda piezoelektriska keramiska rör/ringar. Den producerar expansions- och kontraktionsrörelser i radiell riktning. Under inverkan av den periodiska spänningssignalen producerar det piezoelektriska keramiska röret en periodisk expansionsrörelse, vilket gör att längden och brytningsindexet för den optiska fibern lindad på den yttre diameterytan ändras periodiskt, varigenom fasen av det transmitterade ljuset ändras periodiskt.

Piezoelektriska fasskiftare används i interferometrar med stor diameter. Principen är densamma, och här nämns även interferometrar med stor diameter. För den horisontella horisontella optiska banan med stor diameter för Fizeau-interferometern är reflektorn den använder i allmänhet en tyngre sfärisk lins, och dess mätprocess är genom att justera reflektorns position. Det är svårt för en enda PZT piezoelektrisk keramik att uppfylla kraven, så i allmänhet används flera PZT piezoelektriska keramer internt, jämnt fördelade runt en koncentrisk cirkel.

Interferometrar med stor diameter har i allmänhet större laddade linser och kräver större centrala genomgående hål. För detta applikationskrav kan kärnan skräddarsy PZT piezoelektriska fasskiftare enligt strukturen hos interferometern, såsom P77-seriens piezoelektriska fasskiftare. Den har en bärighet på upp till 15 kg när den placeras upprätt, 5 kg när den placeras horisontellt och 10 kg när den placeras upp och ner, och den centrala fria öppningen kan väljas godtyckligt från φ36 till φ260 mm, och kan anpassas för större öppningar och större belastningar. För närvarande är slaglängden för standardprodukten 6μm, 20μm, 50μm, etc. Denna typ av piezoelektrisk fasskiftare är mycket lämplig för laserinterferometer, används för att upptäcka linsernas planhet, etc.