[实用新型]一种压电致动器及变形镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及压电致动技术及变形镜技术领域，具体而言，涉及一种压电致动器及变形镜。

背景技术

变形镜是由许多的可以独立控制的小镜片单元组合而成的一个理想的曲面镜面，这种变形镜主要用于自适应的光学系统，通过对每个独立小镜片的位置操作可以改变入射光波的波前的相位结构达到聚焦和高阶图像的失真校正等目的。

然而，目前对于小镜片单元的控制问题存在着许多不足之处。如今最常用的压电致动器是产生轴向位移的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷多层驱动器和产生横向弯曲位移的单双晶片驱动器。不足之处，第一，目前大多数商用的PZT多层驱动器和单双晶片驱动器是单自由度致动器，非常不适用于该种小镜片单元组合的变形镜的应用；第二，将多层驱动器和单双晶片驱动器结合起来使用，就会导致外形尺寸过大，也无法适用到该种小镜片组合的变形镜；第三，目前的硬性压电陶瓷的压电性能较低，其制成的商用小型多层驱动器可获得的最大轴向位移和倾角范围有限，而且在单向电场驱动下，其应变迟滞高达10％-12％，用软性的压电陶瓷制成的多层驱动器的迟滞将达到15％以上。所以，需要一种小体积、高自由度和低迟滞的压电致动器来改善上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压电致动器，其有体积小、多自由度和低迟滞的特性。

本实用新型的另一目的在于提供一种应用上述压电致动器的变形镜，该变形镜的单个小镜片单元体积小，其能够在压电致动器的控制下明显降低控制的迟滞现象，并且能够达到较大角度和多自由度的控制。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种压电致动器，包括：第一驱动晶体、第二驱动晶体、第三驱动晶体、第四驱动晶体和连接层，所述连接层具有相对的第一表面和第二表面，所述第一驱动晶体的一端和所述第二驱动晶体的一端分别连接在所述连接层的第一表面上的不同位置；所述第三驱动晶体的一端和所述第四驱动晶体的一端分别连接在所述连接层的第二表面上的不同位置；所述第一驱动晶体和所述第二驱动晶体能够驱动连接层发生第一方向倾斜；所述第三驱动晶体和第四驱动晶体在未连接连接层的一端形成驱动面，所述驱动面能够被所述第三驱动晶体和第四驱动晶体驱动发生第二方向倾斜，所述第一方向和所述第二方向为不同方向。

优选地，还包括第一承载层，所述第一驱动晶体的未与连接层连接的一端与所述第一承载层连接，所述第二驱动晶体未与连接层连接的一端与所述第一承载层连接。

优选地，还包括第二承载层，所述第三驱动晶体的未与连接层连接的一端与所述第二承载层连接，所述第四驱动晶体的未与连接层连接的一端与所述第二承载层连接。

优选地，所述第一驱动晶体、所述第二驱动晶体、所述第三驱动晶体和所述第四驱动晶体均为方形片状结构。

优选地，所述第一驱动晶体和所述第二驱动晶体与所述连接层连接的边相互平行，所述第三驱动晶体和所述第四驱动晶体与所述连接层连接的边相互平行。

优选地，所述第一驱动晶体和所述第二驱动晶体与所述连接层的连接位置，与所述第三驱动晶体和所述第四驱动晶体与所述连接层的连接位置在所述连接层的第一表面和第二表面的任一面上的投影相互正交。

优选地，所述连接层的第一表面开设有两条条形凹槽，所述连接层的第二表面开设有两条条形凹槽；所述第一驱动晶体的与所述连接层连接的一端、所述第二驱动晶体的与所述连接层连接的一端、所述第三驱动晶体的与所述连接层连接的一端和所述第四驱动晶体的与所述连接层连接的一端均固定在不同的条形凹槽内，每条所述凹槽不相交。

优选地，所述第一驱动晶体、所述第二驱动晶体、所述第三驱动晶体和所述第四驱动晶体的单晶组分包括：铌锌酸铅-钛酸铅、铌镁酸铅-钛酸铅、铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅和铌镁酸铅-锆钛酸铅中的至少一种。

优选地，所述第一驱动晶体、所述第二驱动晶体、所述第三驱动晶体和所述第四驱动晶体的横向模式均为d₃₂模式。

一种变形镜，包括多个镜体和多个所述的压电致动器，每个所述镜体分别位于所述连接层的同一侧，每个所述镜体分别设置在每个所述压电致动器的所述第一驱动晶体和所述第二驱动晶体的未与连接层连接的一端；或每个所述镜体分别设置在每个所述压电致动器的所述第三驱动晶体和所述第四驱动晶体的未与连接层连接的一端。