壓電偏轉(zhuǎn)鏡是基于平行運動學(xué)設(shè)計,具有共面軸及移動面。四個執(zhí)行機(jī)構(gòu)為四支壓電促動器,以90°角平分放置,成對的差分控制分布。
壓電偏轉(zhuǎn)鏡的命名實際由它的驅(qū)動原理及應(yīng)用目的相結(jié)合而來的。“壓電”指的是它的驅(qū)動原理,即利用PZT壓電陶瓷來作為驅(qū)動源從而產(chǎn)生運動;而“偏轉(zhuǎn)鏡”則是它的應(yīng)用目的,即用來使鏡片產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)運動。
但通常情況下,壓電偏轉(zhuǎn)鏡本身是不帶有鏡片的,通過粘接或鏡持夾持方式將鏡片固定于壓電偏轉(zhuǎn)鏡的移動臺面上。因為壓電偏轉(zhuǎn)鏡對光路的快速控制作用,也常被稱作快速轉(zhuǎn)向鏡。也經(jīng)常被稱作為壓電傾斜鏡、壓電快反鏡、壓電反射鏡、擺鏡等。
壓電偏轉(zhuǎn)鏡就是指將PZT壓電陶瓷集成于機(jī)械柔性鉸鏈,再將除運動面外的其他整個結(jié)構(gòu)封裝進(jìn)機(jī)械外殼,從而能夠產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)運動的運動平臺產(chǎn)品。它將PZT壓電陶瓷的直線微米級(μm,1μm=0.001mm)的運動,轉(zhuǎn)換為機(jī)械部件的毫弧度級(mrad,17mrad=1°)偏轉(zhuǎn)運動。
反射鏡片安裝于壓電偏轉(zhuǎn)鏡的運動臺面上,壓電偏轉(zhuǎn)鏡運動臺面的偏轉(zhuǎn)帶動反射鏡的偏轉(zhuǎn)運動。根據(jù)壓電偏轉(zhuǎn)鏡的運動維度,一般可分為三類,即一維θx軸偏轉(zhuǎn)運動、二維θxθy偏轉(zhuǎn)運動、三維θxθy偏轉(zhuǎn)及Z向運動。
一維θx壓電偏轉(zhuǎn)鏡分為兩種結(jié)構(gòu),一種為單個壓電促動器驅(qū)動、單鉸鏈支撐型,鉸鏈確定了軸心點,并加倍了作用于壓電促動器的預(yù)緊力。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、性價比高。
另一種為雙壓電促動器驅(qū)動型,即由兩支陶瓷促動器的推拉運動來驅(qū)動平臺臺面偏轉(zhuǎn),這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可承載更大,不受工作環(huán)境溫度變化的影響。