衍射光栅是非常精密的光学元件,在每毫米光栅上需要制作几十至几千条刻线,通过有规律的结构,使入射光的振幅、相位受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的重要应用是作为分光器件。
衍射光栅的应用非常广泛,可用于光谱分析、光通信、精密计量、集成光学、信息处理及激光核聚变等诸多方面。随着衍射光栅应用的增多,对衍射光栅的要求就更高,例如达米量级的大面积衍射光栅,可用于万瓦级激光器。利用啁啾放大技术,将前分散激光种子脉冲的能量放大后再集中,可将激光功率提高上千倍至TW级别。
但将光栅做大并做精,是目前世界性的难题。目前,大面积光栅主要是通过拼接方式获得。
注:上图来源于网络,属于德国一家研究所
芯明天为光栅拼接应用提供高精度压电纳米定位产品,案例如下图所示。
芯明天提供的压电陶瓷、压电促动器、压电纳米定位台、压电偏摆台,产生的直线运动的精度达纳米量级、角度运动的精度可达纳弧度级,可满足光栅拼接过程中对直线及角度的调节精度。
压电促动器可沿轴向产生直线几微米至几百微米的运动行程范围,步进的精度可达到纳米量级。与压电促动器相比,二维压电扫描台可产生两轴X向及Y向两个维度的直线运动,运动范围可达几百微米,定位精度可达纳米量级。压电促动器与二维压电扫描台都可用于光栅在直线位置上的精确调节。
压电偏摆台可产生θx及θy两轴的偏转运动,同时可在Z向实现直线百微米运动。角度偏转的精度可达纳弧度级,可精确调整拼接光栅时多个光栅的共面对准情况。
同时,可利用芯明天直线运动压电纳米定位台与角度偏转压电偏摆台集成使用,实现直线与角度的超精密调整。
芯明天P51压电偏摆台技术参数
型号:P51.ZT1S
运动自由度: θx,θy,Z
直线行程范围(-20~+150V):110 µm
偏转角度(-20~+150V):±1.1mrad/轴
传感器类型:SGS
Z向直线分辨率:7nm
θx, θy偏摆分辨率:0.25µrad
闭环线性度:0.1%F.S.
闭环重复定位精度:0.05%F.S.
推/拉力:120/15N
Z向刚度:1.5N/µm
空载谐振频率:0.23kHz
空载阶跃时间:30ms
空载工作频率(10%行程):50Hz
承载能力:1kg
静电容量:3.6μF/轴
工作温度范围:-20~80°C
外形尺寸:150×150×20 mm
通光孔径:80×80mm
重量:820g
芯明天P17二维压电扫描台技术参数:
型号:P17.XY200S
运动自由度:X、Y
行程范围(-20~150V):210µm/轴
传感器类型:SGS
通孔尺寸:60×60mm
分辨率:8nm,typ.
闭环线性度:0.1%F.S.
闭环重复定位精度:0.05%F.S.
运动方向推/拉力:40/15N
运动方向刚度:0.2N/µm
空载谐振频率:X0.24/Y0.4kHz
空载阶跃时间:30ms
空载工作频率(10%行程):50Hz
承载能力:1Kg
静电容量:3.6μF/轴
外形尺寸:140×140×25mm
重量:660g