谐振微镜扫描角度同步测量机理研究

发布时间：2024-05-10 03:48

　　微镜振动扫描技术已经较为广泛地应用在激光雷达、光学显示等科技领域,然而这种扫描通常是开环的,缺少对谐振微镜的实时角度同步测量反馈。本文提出一种基于单个光电二极管(PD)作为探测器的FPCB谐振微镜集成角度测量机理,建立了一种在谐波信号驱动下的谐振微镜同步测量模型和理论计算方法。通过对PD信号的测量计算处理,能够对在光学角度60°范围内往复偏转的FPCB微镜进行扫描角度的实时测量监控。通过联合采用PSD与栅格纸实测验证的方法,对谐振响应的相位滞后角度,微镜扫描角度幅值进行了对比验证。结果表明,本测量机理相位滞后误差小于6%,角度幅值误差小于5%。该测量机理有效地解决了扫描微镜实时旋转角度测量与有限空间布置问题,能有效地降低成本。

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【部分图文】：

图1FPCB扫描微镜结构图

本文主要研究谐波震荡FPCB微镜,选择采用单个光电二极管探测器(PD,PhotodiodeDetector)对信号进行检测和数字化处理作为集成微镜旋转角度的感应检测机理。这种方法具有成本低、信号易处理的优点。除了首次开发用于FPCB微镜的集成角度传感测量机理外,本文的另一项创新....

图2谐振微镜同步角度测量装置设计

测量系统设置如图2所示,用于测量的激光源放置在微镜背面一侧,激光经过背面镜片反射后,被投射到光电二极管探测器PD所在的像平面上。测量机制原理如图3所示,当FPCB微镜处于平衡位置,激光束从D点射向背面微镜的中心O点,并被反射到光电二极管所在的相平面中的A点。此时,D、O、A点组成....

图3谐振微镜旋转角度测量原理图

图2谐振微镜同步角度测量装置设计θp=12arctan(ba)(1)

图4驱动信号、PD信号与微镜角度之间的相位滞后关系原理图

θp=θ0sin(ωt1-Δφ)(3)图4展示了驱动信号与FPCB微镜旋转角度函数之间相位滞后的关系原理。如图所示,图4(a)为驱动信号,图4(b)为光电二极管测量信号,由于反射光线一个周期内两次通过光电二极管时微镜的偏转角度都是θp,并且这两个时刻相对微镜偏转角度在....

本文编号：3968673