一、序言：
什么是快反镜？
快反镜：
快反镜（Fast Steering Mirror，FSM）是一种用于精确控制光束方向的精密光学元件，广泛应用于激光通信、图像稳定系统、天文望远镜等光电系统中。
工作原理：
快反镜主要通过驱动元件（如压电陶瓷或音圈电机）控制反射镜面的快速高频转动，从而实现光束的高速精确指向、稳定和跟踪。压电快反镜利用压电陶瓷的逆压电效应，通过施加电压使压电陶瓷伸长或缩短，从而带动反射镜面偏转。音圈快反镜则通过音圈电机模组驱动反射镜面偏转。
分类：
快反镜可以根据驱动方式分为压电快反镜和音圈快反镜。压电快反镜使用压电陶瓷作为驱动源，具有高分辨率、快响应等特点；音圈快反镜则使用音圈电机模组，具有大行程、低驱动电压等优点。
应用领域：
激光通信：在卫星激光通信中，快反镜用于控制光束方向，提高通信质量。
图像稳定系统：用于校正光路中的倾斜误差，稳定光束的指向。
天文望远镜：在天文观测中，快反镜用于跟踪和稳定望远镜的指向，提高观测精度。
技术特点：
快反镜具有高闭环带宽、高控制精度和数字控制等技术特点。压电快反镜具有小体积、大驱动力、高分辨率、快响应等优点，但需要克服抵抗冲击能力较差和非线性特性等问题。音圈快反镜则容易受到环境温度与磁场干扰，响应频率较低。
发展历史：
快反镜的研究始于20世纪80年代，经过多年的发展，国内外研究机构已研制出不同性能特点的快反镜。国外研究机构普遍采用柔性支撑结构和反作用质量块设计，提高了系统的开环谐振频率和闭环控制精度。国内研究机构则在结构设计上有所欠缺，但也在不断进步。
二、快反镜参数样例
快反镜参数样例及解析：
三、快反镜参数解析——基础篇
由三个参数基本就能确定快反镜型号的选择（仅供标品选择参考）
1．口径
快反镜的主要作用就是通过反射镜片将入射光反射出去，再通过控制反射镜面的偏摆运动以控制反射光束的偏摆运动，从而实现反射光束的扫描、高速精确指向、稳定和跟踪的功能。
口径、通光孔径、镜面尺寸这些参数，主要决定选用的快反镜适配的反射镜片的尺寸，其目的是在偏摆范围内将所需口径的光束全部容纳在反射镜片上。
在成像领域，反射镜片越大，成像范围越大；
在激光应用领域，若激光口径越大，也需要选择较大的反射镜面尺寸；
在强激光应用领域尤其需要注意，若漏光，很有可能泄露的能量会损伤快反镜底座或其他光学器件；
但快反镜的口径越大，成本越高，因此选择要比较谨慎。
已知光束直径，所需反射镜片尺寸的计算方法：
假设快反镜为45°安装，偏摆角度为±1.5°，光束直径d=20mm。
镜片长轴直径Dl=d/（sin43.5°）=29.05mm；
镜片短轴直径Ds=d/（sin88.5°）≈20mm；
适配30mm*20mm的椭圆镜，或φ30mm的圆镜。
2．偏摆角度（机械）
通过机械偏摆角度通常可以判断快反镜的种类，原因如下：
● 压电快反镜：压电陶瓷叠堆的位移距离非常小，在整合了位移放大机构后，所能达到的最大偏摆角度都很难超过±8mrad，而且角度越大，需要的压电陶瓷叠堆的组数约多，快反镜长度越长；因此，如果最大偏摆角度需求为±0.5mrad、±1mrad、±1.5mrad、±3mrad等，通常向客户推荐压电快反镜；
● 集成圆柱式柔性铰链的音圈快反镜：这种结构的音圈快反镜，最大偏摆角度一般可以达到±2°以内，远大于压电快反镜，因此，如果最大偏摆角度需求为±0.5°、±1°、±1.5°等，通常向客户推荐这种结构的音圈快反镜；
● 集成十字簧片柔性铰链的音圈快反镜：这种结构的音圈快反镜，最大偏摆角度一般可以达到±7°以内，因此，如果最大偏摆角度需求为±5°、±6°、±7°等，通常向客户推荐这种结构的音圈快反镜，但请注意，由于这类需求不多，因此标品中这种结构的快反镜只有一个型号，若口径有变化，通常需要定制；
● 集成万向节轴承柔性铰链的音圈快反镜：这种结构的音圈快反镜，最大偏摆角度往往可以达到±16°以内，因此，如果最大偏摆角度需求为±10°至±16°范围，通常向客户推荐这种结构的音圈快反镜，但请注意，由于这类需求不多，因此标品中这种结构的快反镜只有一个型号，若口径有变化，通常需要定制。
关于镜片的机械偏摆角度和光学角度的关系：
如图所示：
α=镜片机械偏摆角度=法线偏转角度
β=反射光偏转角度
β=2α
光学角度是机械偏摆角度的两倍。
3．运动轴数
快反镜可以是一维的，也可以是二维的，根据应用场景来选择适合的快反镜，通常，做一维扫描和定位时，通常选择单轴快反镜；做二维扫描和定位时，通常选择双轴快反镜。
注意：
● 双轴快反镜在角度太大时（超过±2°），会产生比较严重的机械耦合，需要上位机进行算法补偿，也可以在较大角度需求时，用两个单轴快反镜构筑二维扫描系统，以避免较大的机械耦合；
● 巅慧科技的快反镜，无论是单轴的还是双轴的，都使用了4个电机，区别主要是嵌入式控制算法，因此，对成本影响不大。
四、快反镜参数解析——关联参数分析
通过口径、偏摆角度（机械）、运动轴数，基本就可以推荐快反镜的型号，这是因为快反镜的电气参数具有相关性。
● 角度分辨率是一个电学理论参数；是把偏摆角度（机械）按一定位数（通常为16位）进行细分得到的，例：若最大偏摆角度为±1.5°，则角度分辨率为±0.4μrad≈1μrad；此处可以建立一个公式：
角度分辨率=机械偏摆角度/2^16
● 重复定位精度是一个与传感器相关的参数，是一个闭环参数；是把传感器的测量范围按一定位数（16位或24位）进行细分得到的，但重复定位精度不可能调太高，按照经验通常是分辨率的3~5倍；可以近似的建立一个公式：
重复定位精度=角度分辨率*3或5
● 带宽与小角度阶跃响应时间的关系如下：
带宽=1/小角度阶跃响应时间
看，当您的偏摆角度（机械）需求出来后，很多电学参数都可以算出来了，这样，您就可以根据最基础的三个参数：口径、偏摆角度（机械）、运动轴数，挑选适合您的标品快反镜型号了，让我们加深一下印象：
口径通常决定快反镜尺寸
偏摆角度可以帮助我们选择快反镜的种类
运动轴数可以确定快反镜的工作维度
以巅慧科技的某个快反镜型号FSM-720.02.015为例：
是不是很简单？
一句话认知巅慧科技
● 巅慧的⾏业定位：超精密定位的引领者！
● 巅慧的技术⽬标：更快、更准、更小！
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● 巅慧的发展理念：以创新育市场, 以创新促发展！
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● 巅慧的发展思路：专注“专精特新”，做好“配套专家”！
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