光学精密平移器制造技术

本实用新型专利技术是一种光学精密平移器，可实际用于在采取闭环控制的光学仪器中，推动光学元件或机械元件作微米级和亚微米级的精密平移。它包括用三个叠片式微位移驱动元件，按等边三角形均布，粘接在两个光学基板之间，采用位移平衡调节控制电路，可通过调节驱动器上的外加电压，改变其变形量，从而使其位移具有高精度的平衡和所要求的平移范围。其平移精度高，倾斜误差小于０．１″，平移范围０．０１μｍ～±２０μｍ，响应速度小于１ｍｓ。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种光学精密平移器，主要适用于采用闭环控制的光学仪器中，推动光学元件或机械元件作微米级和亚微米级的精密平移，例如作法布里－珀洛干涉仪，激光腔内调焦距以及任何干涉仪及光学仪器内需要产生精密平移的标准具。它包括压电陶瓷驱动元件和两个带孔的光学板。据了解，目前国内有人曾在实验室内研制过光学精密平移器，他们试图采用一个管状的压电陶瓷作为驱动元件，在外加电压下驱动光学板产生移动，但是存在着很多问题和不足1.单个压电陶瓷管在外加电压下，驱动光学板移动时，光学板发生倾斜，其倾斜误差高达分级，达不到精密平移的目的。2.压电陶瓷管响应速度慢，达不到毫秒级，不适用于闭环控制系统。3.压电陶瓷管的非线性滞后大，为±20％，施加外电压后，虽有较大的变形量，但不能归零。4.工作时由于器件平移不稳定，使闭环控制系统产生振荡，无法正常工作。目前国内无此类产品出售，也未见过有关的文献资料报道。本专利技术人曾提出的89212086，2号专利申请，是采用压电陶瓷片做的叠片式微位移驱动器，可以达到精密平移，但是不足之处是这种单个驱动器，在要实现精密平移时，仍然要发生倾斜，扭曲，平移的精度低，实际应用效果不是很理想。本技术的目的在于避免上述现有技术中的不足而提供一种平移精度高、平移范围宽、响应速度快、能实际应用于闭环控制系统的光学精密平移器。本技术的目的可以通过以下措施来达到采用三个叠片式的微位移驱动器1作驱动元件，并且按等边三角形均布、粘接在光学上基板2和光学下基板3之间，采用一个可实现单电源多路控制、同时可通过调节驱动器1上的外加电压，改变驱动器1的变形量，从而实现其位移精密平衡和所需要的平移范围的位移平衡调节控制电路。本技术的目的还可以通过以下措施来达到光学下基板3可固定在仪器上，需要产生精密平移的光学元件(如透镜、反射镜均可)或机械元件，粘本技术的目的还可以通过以下措施来达到光学下基板3可固定在仪器上，需要产生精密平移的光学元件(如透镜、反射镜均可)或机械元件，粘接在光学基板2上。每个驱动器1都并联有一个位移平衡电阻R，再串联一个位移平衡可变电阻R＊，然后再并联在直流输出为±400V～600V的控制电源上。位移平衡电阻R的阻值一般为2MΩ以下，位移平衡可变电阻R＊的阻值一般为1000KΩ～5000KΩ。 附图说明图1本技术实施例光学精密平移器。图2本技术实施例电路图。本技术下面将结合实施例作进一步详述如图1选用三个变形量基本一致的叠片式微位移驱动器元件，并且按等边三角形均布、粘接在上、下两个带孔的光学基板2和3之间，根据三点确定一个平面的原理，可以使三个驱动器的平移精度得到一定的保证。如图2由于每个驱动器1的变形量不可能会完全一致，采用一个可通过调节施加给驱动器1的外电压，改变驱动器1的变形量，从而可实现三个驱动器位移精密平衡，保证精密平移器有足够高的平移精度的位移平衡调节控制电路，每个驱动器1都并联有一个位移平衡电阻R，再串联有一个位移平衡可变电阻R＊，然后再同时并联在可实现单电源多路控制的直流输出为±400V～600V的控制电源上。当接通电源后，可以调节电阻R＊的阻值来调节驱动器1上的外加电压，从而改变驱动器1的变形量，以达到三个驱动器的位移具有高精度的平衡和所要求的平移范围。倾斜误差小于0.1″，位移分辨率为0.01μm，平移范围可达0.01μm～±20μm，响应速度小于1ms可实际用于闭环控制系统中。本技术相比已有技术具有如下优点1.光学精密平移器结构简单、合理、经济，使用选择范围广，可调节光学元件(或机械元件)作微米级或亚微米级的精密平移。2.精度高，倾斜误差小于0.1″，位移分辨率0.01μm。3.驱动元件线性度好，滞后小于±4％，位移量范围大，为±0.01μm～±20μm。4.工作稳定，响应速度高，(＜1ms)，适用于比环控制系统。5.打破了外国对我国就这一技术、产品的封锁和禁运，同时也节约外汇，有较大的社会效益。权利要求1.一种包括压电陶瓷驱动件和两个带孔的光学基板的光学精密平移器，其特征在于采用三个叠片式的微位移驱动器1作驱动元件，并且按等边三角形分布、粘接在光学上基板2和光学下基板3之间，采用一个可实现单电源多路控制、并且可通过调节驱动器1上的外加电压，改变驱动器1的变形量、从而实现其位移具有高精度的平衡和所要求的平移范围的位移平衡调节控制电路。2.如权利要求1所述的平移器，其特征在于光学下基板3可固定在仪器上，需要产生精密平移的光学元件(如透镜、反射镜均可)或机械元件，可粘接在光学上基板2上。3.如权利要求1所述的平移器，其特征在于每个驱动器1都可并联一个位移平衡电阻R，再串联一个位移平衡可变电阻R＊，然后再并联在直流输出为±400V～600V的控制电源上。4.如权利要求1或3所述的平移器，其特征在于位移电阻R的阻值一般为2MΩ以下，位移平衡可变电阻R＊的阻值一般为5KΩ以下。专利摘要本技术是一种光学精密平移器，可实际用于在采取闭环控制的光学仪器中，推动光学元件或机械元件作微米级和亚微米级的精密平移。它包括用三个叠片式微位移驱动元件，按等边三角形均布，粘接在两个光学基板之间，采用位移平衡调节控制电路，可通过调节驱动器上的外加电压，改变其变形量，从而使其位移具有高精度的平衡和所要求的平移范围。其平移精度高，倾斜误差小于0.1″，平移范围0.01μm～±20μm，响应速度小于1ms。文档编号G02B7/00GK2055944SQ8921305公开日1990年4月11日 申请日期1989年7月11日 优先权日1989年7月11日专利技术者凌宁, 官春林, 陈东红 申请人:中国科学院光电技术研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括压电陶瓷驱动件和两个带孔的光学基板的光学精密平移器，其特征在于采用三个叠片式的微位移驱动器１作驱动元件，并且按等边三角形分布、粘接在光学上基板２和光学下基板３之间，采用一个可实现单电源多路控制、并且可通过调节驱动器１上的外加电压，改变驱动器１的变形量、从而实现其位移具有高精度的平衡和所要求的平移范围的位移平衡调节控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：凌宁，官春林，陈东红，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]