
压电效应的发现者之一皮埃尔·居里说:每项科学发现,无论多么微小,都是永恒的收获。这句话可能是压电技术最好的写照。正是在压电陶瓷亿万次微小的驱动下,精密定位开始有了新的黄金标准。从日常的光路调节到引力波探测器的激光稳频,压电技术以其精密、快速、紧凑和灵活的优势也已经渗透在光学应用的各个方面。本文通过九篇文献窥视光学中的精密辅助技术:压电元件。
Starbugs是澳大利亚天文台发明的压电机器人。这些『观星小虫』由两个同轴压电陶瓷管构成,光纤固定在管中。由于使用压电材料制备,在施加电压时,陶瓷管能够伸缩或弯曲,以此控制光纤探头在望远镜焦平面的移动和旋转,同时收集多个恒星或星系的光谱。
Starbugs终极目标是用在下一代超大口径望远镜中,比如建造中的巨型麦哲伦望远镜的主反射镜超过25米,在其焦平面将使用500个starbugs捕捉遥远的星光。
很多主动隔振系统是纯机械结构,使用独立的致动和传感装置。但是,压电陶瓷集致动和传感功能于一体,可以设计更紧凑的主动隔振系统。
双晶片(上图深绿色元件)在施加电压后产生弯曲力矩,导致自由端开始运动。由于使用平行运动,连接点处几乎没有角度偏差,所以硬件配置也更为简单和紧凑,并且性价比更高。
Ref2: Vibration control piezoelectric bimorph beams consolidate vibration control functions
http://t.cn/A6ZkYCMQ
激光干涉引力波天文台(LIGO)基本原理很简单,甚至使用Thorlabs迈克尔逊教学套件都能模拟。但是实际执行却异常严格,其精密程度相当于测量地月距离精确到头发丝的千万分之一。所以,LIGO需要超级稳定的激光系统,模式稳定、频率稳定、功率稳定。
Ref3: Stabilized high-power laser system for the gravitational wave detector advanced LIGO
ref4: https://www.thorlabschina.cn/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=5035


飞秒激光高速扫描
使用压电双晶片(bimorph)精密控制反射镜,从而调制飞秒激光的群延迟色散
Ref6: https://doi.org/10.1364/BOE.2.000080


文章来源:Thorlabs索雷博
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