什么是振鏡,它有哪些分類(lèi)?
振鏡,作為一種能夠振動(dòng)的光學(xué)器件,其“振動(dòng)”是由電信號驅動(dòng),實(shí)現快速、準確光束偏轉的技術(shù)。這種技術(shù)不僅與電流表的設計原理有一定的相似性,而且在某些應用場(chǎng)景下,振鏡可以被視為一種光學(xué)領(lǐng)域的“電流表計”。
(激埃特原創(chuàng )圖)
振鏡通常由一塊平行板構成,其中一面鍍有反射性材料,稱(chēng)為反射鏡。在反射鏡后面,有一塊平板作為參考,其位置可以通過(guò)電場(chǎng)進(jìn)行調控。當電場(chǎng)施加在振鏡上時(shí),電場(chǎng)的強弱會(huì )直接影響振鏡的位移和角度,導致鏡片的位置和角度發(fā)生微小變化,進(jìn)而改變光束的方向。這種設計思路完全沿襲了電流表的設計方法,在振鏡中,鏡片取代了電流表中的表針,而探頭的信號則由計算機控制的直流信號來(lái)取代,以完成預定的動(dòng)作。因此,在某些情況下,振鏡可以被視為一種光學(xué)電流表計。
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振鏡的分類(lèi)
振鏡根據結構和應用場(chǎng)景的不同,可以分為多種類(lèi)型,主要包括激光振鏡、掃描振鏡、電磁振鏡、壓電振鏡以及馬達式振鏡等。
1.激光振鏡:激光振鏡是專(zhuān)門(mén)用于激光加工領(lǐng)域的特殊運動(dòng)器件。它通常由光學(xué)掃描頭、電子驅動(dòng)放大器和光學(xué)反射鏡片組成,靠?jì)蓚€(gè)振鏡反射激光,形成XY平面的運動(dòng)。激光振鏡結構簡(jiǎn)單、體積小、定位精度高、掃描速度極快,且成本相對較低。因此,在激光打標、切割、焊接等加工應用場(chǎng)景中得到了廣泛應用。
2.掃描振鏡:掃描振鏡系統由處理器、功率放大器、振鏡電機、光電傳感器、信號解調器等組成閉環(huán)控制系統。它與激光振鏡類(lèi)似,但更注重掃描功能的實(shí)現。掃描振鏡能夠高速、準確地掃描光束,使其沿不同方向移動(dòng)和聚焦到不同位置,實(shí)現精確的標記、切割或雕刻。在舞臺激光圖案顯示、顯微鏡檢查等領(lǐng)域有著(zhù)重要應用。
3.電磁振鏡:電磁振鏡是利用電磁場(chǎng)實(shí)現對鏡面的調節的光學(xué)元件。它具有調節范圍廣、精度高等特點(diǎn),被廣泛應用于激光注入、干涉儀和光譜分析等領(lǐng)域。
4.壓電振鏡:壓電振鏡是利用壓電效應實(shí)現調節光束方向的光學(xué)元件。它能夠實(shí)現高速振動(dòng)和高頻率調整,被廣泛應用于激光束的位置調節和干涉儀中。
5.馬達式振鏡:馬達式振鏡是利用電機作為驅動(dòng)器對振鏡進(jìn)行調節的光學(xué)元件。其結構簡(jiǎn)單、穩定性好,被廣泛應用于顯微成像、精密加工和機器人技術(shù)等領(lǐng)域。
(激埃特原創(chuàng )圖)
分類(lèi)應用與工藝特點(diǎn)
激光振鏡與掃描振鏡:這兩類(lèi)振鏡在激光加工領(lǐng)域具有廣泛應用。它們能夠實(shí)現高速、高精度的光束掃描和定位,滿(mǎn)足激光打標、切割、焊接等加工需求。在工藝上,激光振鏡和掃描振鏡的制作難點(diǎn)在于如何確保鏡片的高精度加工和組裝,以及如何實(shí)現快速、穩定的掃描控制。
電磁振鏡與壓電振鏡:這兩類(lèi)振鏡在光譜分析、干涉儀等領(lǐng)域具有重要應用。它們能夠實(shí)現高精度的光束調節和測量,滿(mǎn)足科研和工業(yè)生產(chǎn)的需求。在工藝上,電磁振鏡和壓電振鏡的制作難點(diǎn)在于如何確保電磁場(chǎng)或壓電效應的精確控制和穩定性,以及如何實(shí)現與光學(xué)系統的良好匹配。
馬達式振鏡:馬達式振鏡在顯微成像、精密加工和機器人技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛應用。它能夠實(shí)現高精度的光束定位和掃描,滿(mǎn)足科研和工業(yè)生產(chǎn)的需求。在工藝上,馬達式振鏡的制作難點(diǎn)在于如何確保電機的穩定性和精度,以及如何實(shí)現與光學(xué)系統的良好匹配和集成。
(激埃特原創(chuàng )圖)
制作難點(diǎn)與工藝特點(diǎn)分析
高精度加工與組裝:振鏡的制作需要高精度的加工和組裝技術(shù)。鏡片的表面質(zhì)量、形狀精度和位置精度等都會(huì )直接影響振鏡的性能。因此,在加工過(guò)程中需要采用先進(jìn)的加工設備和工藝方法,如超精密加工、光學(xué)研磨和拋光等。
電場(chǎng)或磁場(chǎng)控制:對于電磁振鏡和壓電振鏡來(lái)說(shuō),電場(chǎng)或磁場(chǎng)的精確控制是實(shí)現光束調節的關(guān)鍵。這要求在設計和制造過(guò)程中充分考慮電場(chǎng)或磁場(chǎng)的分布和穩定性,以及如何實(shí)現與光學(xué)系統的良好匹配。
系統集成與調試:振鏡通常需要與光學(xué)系統、電子控制系統等集成在一起才能發(fā)揮作用。因此,在系統集成和調試過(guò)程中需要充分考慮各部件之間的兼容性和穩定性,以及如何實(shí)現系統的最優(yōu)性能。
振鏡作為一種優(yōu)秀的光學(xué)元件,在現代科技領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。不同類(lèi)型的振鏡在結構、原理和應用場(chǎng)景上有所不同,但都具備高精度、高穩定性和高速度等特點(diǎn)。在制作工藝上,振鏡的制作難點(diǎn)在于高精度加工與組裝、電場(chǎng)或磁場(chǎng)控制以及系統集成與調試等方面。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應用的不斷拓展,振鏡的性能和可靠性將會(huì )得到進(jìn)一步提升,為科研和工業(yè)生產(chǎn)提供更加優(yōu)秀的光學(xué)解決方案。