壓電式移相器及其在全息干涉計量術中的應用

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 1．壓電式移相器

芯明天P77壓電式移相器

移相器是移相干涉儀中非常重要的部件，壓電式移相器由于分辨率高、響應速度快、易于控制、性能穩定，因此被廣泛使用。

但壓電陶瓷也有它的缺點，即它的非線性誤差以及較小的位移量，這是影響它應用范圍擴大的原因。

針對這個問題，哈爾濱芯明天科技有限公司通過采用放大特性的柔性鉸鏈式結構，設計研制壓電陶瓷（PZT）電壓驅動電路來驅動相移執行機構以達到移相的目的。再結合光學器件、下位機編程、以及在軟件開發平臺上編寫數據處理程序，研制了一套移相控制測量裝置。

為了有效解決PZT非線性、蠕變特性、遲滯特性對移相精度的影響，該裝置采用了電壓-位移形成的閉環反饋控制，實現自適應的微米級驅動定位控制，大大改善了非線性，降低了外界影響、干擾，對相移的測量精度起到了明顯改善。

芯明天設計的壓電式移相器通過3組壓電陶瓷疊堆驅動，可用于直徑達106mm孔徑鏡片，位移行程可達20um以上。實驗已證明，該壓電式移相器效果非常好，且控制精度可達亞納米級，它可大大提高測量度，在相位測量技術中具有廣泛的實用價值，且已廣泛用于各種現代干涉儀器中。

激光平面干涉儀

2.壓電式移相器在全息干涉計量術中的應用

在全息干涉計量術中，需要確定物體位移及形變的大小及方向，在實時檢測過程中還需要對物體位移、形變的方向做出即時、迅速的判斷。而這種判斷的方法有很多，但有的較麻煩、有的計算復雜、有的需要特殊裝置，還有的看上去非常不直觀等等，這都給全息干涉計量帶來很多不便。

而壓電移相器恰恰能解決以上所有問題。

在實時全息干涉計量術中，為了判別物體位移、形變的方向，在參考光路上放置一個壓電移相器，它實際上是一面利用壓電效應控制其空間位置的小反射鏡，我們使用這個移相器，鏡面直徑可達106mm，控制電壓在0-120V范圍內調節反射鏡前后移動20微米或更大。利用壓電移相器來改變參考光光程，并根據此時干涉條紋的動向來判斷物體位移、形變的方向，此方法簡單、方便、直觀，能迅速地對物體位移、形變的方向作出可靠的判斷。