微纳定位应用：光束稳定系统的设计与实现

以无人机光电吊舱应用为例，在拍摄过程中，平台本身处于运动状态，机身抖动造成的干扰会使成像变得模糊，因此，采用二维位移补偿系统对抖动进行补偿，从而使拍摄的图像清晰化。

由于光电吊舱平台的抖动为位移运动，因此，可以用一个双轴微扫平台（FSP）来实现二维的抖动补偿。

设计思路如下：

1.光电吊舱的陀螺系统将运动速度与加速度信息回传给主控板；

2.主控板根据运动的积分数据，计算出补偿量，作为控制主令发送至微扫平台的驱动控制系统；

3.微扫平台根据控制主令，带动镜头进行位移补偿，微扫平台的位移传感器将平台的实时位移信息回传至驱动控制器，并与控制主令进行差分运算，使微扫平台得以高速准确的响应；

二阶光束稳定系统

相对于上述一阶光束稳定系统，在某些特殊应用领域，例如半导体检测领域，对检测激光束的稳定性要求非常苛刻，需要同时对光束角度与位移进行补偿，利用巅慧科技的多种微纳定位产品，可以构筑一些非常复杂的综合光束稳定系统（二阶光束稳定系统）。

在此方案中，位移补偿系统相对比较特殊，将综合系统拆分开来看，所使用的位移台是仅Z向运动的，带动反射镜片前后伸缩运动从而使反射光束平移而方向不发生改变。因此，不能使用双轴系统，而必须采用两套单轴系统垂直安装。

设计思路如下：

1.单路补偿系统的构成是：将单轴快反镜安装于Z向位移台上，快反镜的转动控制角度补偿，位移台的伸缩控制光束平移补偿；

2.采用激光加工中扫描头的设计思路，两套整合式单轴补偿机构垂直安装，其中一个方向的补偿系统控制X轴方向的位移与角度补偿，另一个方向的补偿系统控制Y方向的位移与角度补偿；

3.采用两次分光光路，分别将光路由两路PSD位置探测器进行检测，检测出的信号回传至总控系统，计算出补偿机构的补偿量，分别作为控制主令传输至单位位移台与快反镜，实现实时同步补偿。

用于位移补偿的位移台如果替换为特殊的光束平移执行器，则可以通过一套双轴光束平移执行器和一套双轴快反镜，来实现上述补偿系统的设计，整合性更好，结构更简单。

光束平移执行器采用平行玻璃折射原理，将平行平板玻璃镜片的转动转换为入射光束的平移运动，用于光学补偿领域，在光源单色性比较好的场合非常适用。

此光束平移执行器可以用4个压电/音圈电机执行器设计成双轴机构，同时完成X与Y两个方向的光束平移控制。

设计思路如下：

1.用双轴光束平移执行器实现二维位移补偿；

2.用双轴快反镜系统实现二维角度补偿；

3.采用两次分光光路，分别将光路由两路PSD位置探测器进行检测，检测出的信号回传至总控系统，计算出补偿机构的补偿量，分别作为控制主令传输至双轴光束平移执行器和双轴快反镜，实现实时同步补偿。

在补偿角度较小，频率较高的场合，多采用双轴压电快反镜。以压电快反镜FSM-250.02为例，通常情况下，快反镜集成内置应变片传感器，驱动控制器与传感器反馈的信号形成闭环控制。