專利名稱：小型高速壓電傾斜反射鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種小型高速壓電傾斜反射鏡，屬于光束控制技術(shù)中光學(xué)波前校正技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高速壓電傾斜反射鏡的設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域。
高速壓電傾斜反射鏡以其高速(響應(yīng)時(shí)間≤1ms)、高精度(分辨率0．1″)的能動(dòng)可控特性，應(yīng)用于多種光學(xué)系統(tǒng)的光束控制中，可以完成校正傾斜誤差，精密光學(xué)跟蹤、光束穩(wěn)定或光束掃描等等多種功能。
兩維(或一維)高速壓電傾斜反射鏡，通常是采用三個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器固定于鏡座底板與反射鏡之間，其中一個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器為固定支點(diǎn)，另外兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器分別為推動(dòng)反射鏡繞x軸或y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)支點(diǎn)。其不足之處在于1、每一個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器均采用多片壓電陶瓷疊加粘接并聯(lián)而成，三個(gè)驅(qū)動(dòng)器的制作工作量大，周期長(zhǎng)，成本高。
2、由于傾斜鏡要保證壓電驅(qū)動(dòng)器的剛度和位移量、驅(qū)動(dòng)器的尺寸不能做得太小，故整個(gè)傾斜鏡尺寸較大，體積、重量大，使用范圍受限，尤其無(wú)法滿足航天技術(shù)領(lǐng)域，特別是小衛(wèi)星的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種體積小、重量輕、成本低，用途廣泛的微小型高速壓電傾斜反射鏡。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到小型高速壓電傾斜反射鏡，其x、y兩個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)器是集中在每一塊壓電陶瓷片上的，即在一壓電陶瓷片上至少集成有偶數(shù)個(gè)分別作為x和y方向的驅(qū)動(dòng)單元，x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元的一面為正極，另一面為負(fù)極，多片帶有偶數(shù)個(gè)分別作為x和y方向的驅(qū)動(dòng)單元的壓電陶瓷片對(duì)應(yīng)疊加粘接并聯(lián)構(gòu)成集成式多點(diǎn)整體結(jié)構(gòu)壓電驅(qū)動(dòng)器，其一端固定于鏡座底板，另一端與反射鏡聯(lián)結(jié)。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到每一壓電陶瓷片集成有兩個(gè)作為x和y方向的驅(qū)動(dòng)單元，并與中心固定支點(diǎn)呈三角形分布；每一片壓電陶瓷片上集成有四個(gè)兩兩作為x和y方向的驅(qū)動(dòng)單元，并與中心固定支點(diǎn)呈中心對(duì)稱分布；每一壓電陶瓷片上x(chóng)、y方向的驅(qū)動(dòng)單元的正極和負(fù)極引線分別由側(cè)面引出，各片正負(fù)極各自對(duì)應(yīng)并聯(lián)后分別與高壓放大器相連接。


圖1為實(shí)施例1壓電陶瓷片正面結(jié)構(gòu)2為實(shí)施例1壓電陶瓷片背面結(jié)構(gòu)3為實(shí)施例2壓電陶瓷片正面結(jié)構(gòu)4為實(shí)施例2壓電陶瓷片背面結(jié)構(gòu)5為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述如圖1所示，每一片壓電陶瓷片(4)上集成有兩個(gè)分別作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2)，并與中心固定支點(diǎn)(3)呈三角形分布，正面為正極，背面為負(fù)極(如圖2所示)。各驅(qū)動(dòng)單元的正極引線(5、6)，負(fù)極引線(7、8)由側(cè)面引出。
如圖3所示，每一片壓電陶瓷片(4)上集成有四個(gè)作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2)，并與中心固定支點(diǎn)(3)呈中心對(duì)稱排列分布，其正面為正極，背面為負(fù)極(如圖4所示)。各驅(qū)動(dòng)單元的正極引線(9、10、11、12)和負(fù)極引線(13、14、15、16)均由側(cè)面引出。
如圖5所示，將多片帶有如上述圖1、2或圖3、4有x、y方向驅(qū)動(dòng)單元的壓電陶瓷片(4)按每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)疊加粘接并聯(lián)構(gòu)成集成式多點(diǎn)壓電驅(qū)動(dòng)器(17)，驅(qū)動(dòng)器(17)的正面粘接反射鏡(19)，其反面固定粘接在鏡座底板(18)上。各驅(qū)動(dòng)單元的正負(fù)極引線由側(cè)面引出各自對(duì)應(yīng)并聯(lián)分別與高壓放大器連接。
工作時(shí)，高壓放大器分別施加給集成式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)器(17)正負(fù)外電壓，x、y兩個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2)發(fā)生變形，推動(dòng)反射鏡分別繞x、y軸作正、負(fù)方向傾斜。
本發(fā)明相比已有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)采用多片帶有偶數(shù)個(gè)分別作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元的壓電陶瓷片，按各驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)疊加粘接并聯(lián)構(gòu)成的集成式多點(diǎn)整體結(jié)構(gòu)壓電驅(qū)動(dòng)器，一端固定于鏡座底板，另一端固定反射鏡的結(jié)構(gòu)，大大縮小了傾斜鏡的尺寸，同樣產(chǎn)生±1′傾斜量的傾斜鏡尺寸可減小至φ20×30，比原來(lái)要小4～5倍，重量減小6～9倍。諧振頻率可提高一倍以上，至少可達(dá)到600Hz。由于制得驅(qū)動(dòng)器的原材料與工作量的減小，成本至少降低一倍以上。由于體積減小，重量小和高性能，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，主要是能夠應(yīng)用到航天領(lǐng)域中去，特別是小衛(wèi)星上面可以采用，解決國(guó)家的急需。
權(quán)利要求
1.小型高速壓電傾斜反射鏡，鏡座底板與反射鏡之間的x、y軸相交中心處為固定支點(diǎn)，受高壓放大器信號(hào)驅(qū)動(dòng)的x、y壓電驅(qū)動(dòng)器固定于鏡座底板與反射鏡之間，是分別推動(dòng)反射鏡繞x、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)支點(diǎn)，其特征在于一壓電陶瓷片(4)上集成有偶數(shù)個(gè)分別作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2)，驅(qū)動(dòng)單元的一面為正極，另一面為負(fù)極，多片帶有偶數(shù)個(gè)作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元的壓電陶瓷片(4)，按各驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)疊加粘接并聯(lián)構(gòu)成集成式多點(diǎn)整體結(jié)構(gòu)壓電驅(qū)動(dòng)器(17)，驅(qū)動(dòng)器(17)的正面連接反射鏡(19)，背面固定連接于鏡座底板(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的小型高速壓電傾斜反射鏡，其特征在于每一壓電陶瓷片(4)上集成有x、y兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2)，并與中心固定支點(diǎn)(3)呈三角形分布。
3.如權(quán)利要求1所述的小型高速壓電傾斜反射鏡，其特征在于每一片壓電陶瓷片(4)上集成有四個(gè)分別作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2)，并與中心固定支點(diǎn)(3)呈中心對(duì)稱排列分布。
4.如權(quán)利要求1或2所述的小型高速壓電傾斜反射鏡，其特征在于每一片壓電陶瓷片(4)上的x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2)的正負(fù)極引線(5)、(6)、(7)、(8)由側(cè)面引出，正負(fù)極(7)、(8)各自并聯(lián)分別與高壓放大器相連接。
5.如權(quán)利要求1所述的小型高速壓電傾斜反射鏡，其特征在于每片壓電陶瓷片(4)上的x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元(1)的正負(fù)極引線(9)、(10)、(13)、(15)和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元(2)的正負(fù)極引線(11)、(12)、(14)、(16)從側(cè)面引出，并一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)。
全文摘要
小型高速壓電傾斜反射鏡,屬于光束控制光學(xué)波前校正技術(shù)領(lǐng)域,其特征是一壓電陶瓷片(4)上集成有偶數(shù)個(gè)分別作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元(1)、(2),驅(qū)動(dòng)單元一面為正極,一面為負(fù)極;多片帶有偶數(shù)個(gè)作為x、y方向的驅(qū)動(dòng)單元的壓電陶瓷片(4),按各驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)疊加粘接并聯(lián)構(gòu)成集成式多點(diǎn)整體結(jié)構(gòu)壓電驅(qū)動(dòng)器(17),驅(qū)動(dòng)器(17)的正面連接反射鏡(19),背面固定連接于鏡座底板(18)。本產(chǎn)品具有體積小、重量輕、成本低、性能好、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L41/09GK1282878SQ99115049
公開(kāi)日2001年2月7日 申請(qǐng)日期1999年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月30日
發(fā)明者凌寧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所