[發明專利]二維微振鏡驅動頻率調節系統及方法

在審

• 申請號: 201810205101.0
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108415155A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 王旭;劉晗;孫佳嫻;姜楠;宋家成
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種二維微振鏡驅動頻率調節系統及方法，二維微振鏡驅動頻率調節系統包括：在二維微振鏡所在空間布置勻強磁場，勻強磁場位于x?y平面，且與x轉軸和y轉軸的夾角均為45度；在微振鏡的表面固定線圈；微振鏡采用導電材料制作；單片機的方波輸出端依次通過數模轉換器與信號放大器后，連接到線圈的輸入端；線圈的輸出端接地，由此使線圈中通過交變電流，進而使線圈在勻強磁場中產生安培力。在安培力的作用下，使微振鏡振動。本發明提供的二維微振鏡驅動頻率調節系統及方法具有以下優點：(1)通過單片機控制調節二維微振鏡的振動頻率和振動幅度，具有二維微振鏡的振動頻率和振動幅度調節精度高的優點；(2)整體結構簡單，成本低。

技術領域

本發明涉及一種頻率調節系統，具體涉及一種二維微振鏡驅動頻率調節系統及方法。

背景技術

激光是20世紀以來最重要的發明之一，它與傳統光特性的不同之處在于激光的發射主要原因是受激輻射，因而激光具備高強度、良好的單向性和相干性等特點，適合對材料進行加工以及距離測量，其自身技術潛力巨大。激光技術的迅猛發展對國民經濟發展以及社會進步起到了重要的作用，目前其廣泛應用于電子、冶金、汽車和機械制造等行業。激光掃描技術作為激光技術的分支，其在制造領域的應用標志著一門跨學科、跨行業的新型科學的誕生，同時也形成了該領域的諸多應用，例如振鏡掃描在激光打標、激光演示、LRP(Laser Rapid Prototyping，激光快速成型)以及激光雷達中的應用等，具體包括：(1)振鏡掃描在激光打標中的應用：激光打標即是對需要做標記的工件運用激光器打上特殊的標記的一種新型的工藝。其利用激光熱效應，促使金屬或者非金屬材料某些位置發生燃燒反應，留下不可消除的痕跡，優勢在于打標尺寸精細、無接觸加工、對打標材料無損傷。目前該技術已經成為某些制造行業的主流加工工藝。(2)振鏡掃描在激光顯示中的應用：激光顯示即發射三基色的混合光源對行和場進行掃描直到達到人眼“視覺殘留”的要求，頻率應不低于50Hz。該技術色域廣、節能環保、長期高畫質，廣泛應用于舞臺燈光、戶外媒體、電影放映等領域。其通過圖文的結合，提供豐富的信息，適合在主題公園、產品廣告和激光電影節目等方面進行文化宣傳。所以該技術可以使得人們通過終端可以看到傳統顯示投影無法實現的色彩空間。(3)振鏡掃描在LRP中的應用：LRP即是激光快速成型技術，其主要是根據成型對象的CAD三維實體模型，利用光敏聚合材料受到激光的紫色波段輻射以后會固化的原理，通過控制系統的控制對光敏聚合材料進行層層精確固化并最終堆積成型，成型的速度極快且成型的樣品精度高，質量好。所以說LRP是一種高度集成了系統控制、激光控制、新材料加工的技術，對于此類系統，其核心部件為快速、精確的振鏡式激光掃描系統。目前LRP的主要應用有液體光敏樹脂固化、選擇性激光燒結、3D噴射印刷等。(4)振鏡掃描在激光雷達中的應用：激光雷達即該技術有三大部分組成，分別是激光發射系統、接收系統、信息處理平臺。其原理是利用處于紅外和可見光波段的光作為信息傳輸媒介，發射系統通過電光轉換發射光信號，接收系統接受光信號通過光電轉化將電脈沖送至信息處理系統進行處理，它的優勢在于強大的抗干擾性，高速度/距離分辨率，也具備一定的隱蔽性，在許多軍工企業得到了廣泛的應用。

除了以上應用，近些年來激光掃描和數控技術相結合也成為了各大激光加工企業研發和生產的主要思路，開辟了一條在激光技術領域中高質量、高效率、易環保的新型發展道路。

目前主流的激光掃描系統有光機掃描系統和聲光掃描系統。光機掃描系統解決了普通的光電探測器無法滿足瞬時視場大范圍成像的問題，它主要通過計算機的數控技術來實現激光束的機械掃描即控制反射系統來實現激光束的掃描。光機掃描的掃描方式主要有兩種，一種是平行掃描，另外一種是匯聚光束掃描。光機掃描系統具有掃描速度快、掃描角度大、對光學器件要求不高、相差矯正比較容易但穩定性不高的特點，多用于民用熱像儀等領域。聲光掃描系統原理是利用彈性波對于傳播介質產生的彈光效應使入射光發生衍射，從而可以帶動光束的掃描。相對于光機掃描，其掃描速度較快、容易控制但是掃描角度較小。所以光機掃描系統性能要優于聲光掃描系統。