1.適合用壓電陶瓷進行調諧的激光器
激光器是利用受激輻射方法產生可見光或不可見光的一種器件，構造復雜，技術壁壘較高，是大量光學材料和元器件組成的綜合系統，居于整個激光產業(yè)鏈的核心中樞位置，主要由光學系統、電源系統、控制系統和機械機構四個部分組成，其中光學系統主要由泵浦源（激勵源）、增益介質（工作物質）和諧振腔等光學器件材料組成。作為終端設備的核心光學系統，激光器的性能往往直接決定激光設備輸出光束的質量和功率，是下游激光設備最核心的部件。
泵浦源（激勵源）為增益介質提供能量激勵。增益介質受激后產生光子從而生成并放大激光。諧振腔是光子特性（頻率、相位和運行方向）的調節(jié)場所，通過控制腔內光子振蕩來獲得高質量的輸出光源。
資料來源: 0SA 理事長 (斯坦福) 給美國白宮科學技術政策辦公室關于激光對美國就業(yè)、經濟貢獻的報告 (2010)，中郵證券研究所
壓電陶瓷（PZT）因其獨特的正逆壓電效應，被廣泛應用于各種激光器的調諧中。以下是幾種適合使用壓電陶瓷進行調諧的激光器類型：
可調諧光纖激光器：對于體積較小的可調諧光纖激光器，可以選用片狀或疊堆式PZT壓電陶瓷，其調諧范圍約為3.3微米。此外，通過將壓電陶瓷與光纖光柵激光器的布拉格光柵粘結，并調整驅動電壓來實現波長的調諧。
環(huán)形腔光纖激光器：利用壓電陶瓷驅動器，可以通過改變光纖光柵的長度來調節(jié)環(huán)形腔光纖激光器的出射波長，從而達到調諧的目的。
外腔半導體激光器：基于Littrow結構的外腔半導體激光器可以通過壓電陶瓷實現快速連續(xù)的波長調諧，調諧范圍在10~20 GHz之間。此外，利用飛秒光頻梳和法布里-珀羅干涉儀建立的亞納米級閉環(huán)位移控制系統也能實現高精度的調諧。
單縱模DBR光纖激光器：基于壓電陶瓷拉伸機構的單縱模DBR光纖激光器能夠有效緩解頻率調諧過程中的跳?，F象，獲得更寬的無跳模頻率調諧范圍。
倍頻激光器：例如，在1560nm激光器的倍頻研究中，通過掃描壓電陶瓷電壓，可以對780nm倍頻光頻率實現至少10GHz的連續(xù)調諧。
2.利用壓電陶瓷如何實現激光調諧
壓電陶瓷在激光器諧振腔中的位置和作用主要體現在其對諧振腔長度的精確控制上。具體來說，壓電陶瓷通過微小形變來調節(jié)激光諧振腔的長度，從而實現頻率的穩(wěn)定輸出。
壓電陶瓷通常被固定在諧振腔的一個鏡片上，例如反射鏡或透射鏡。在某些設計中，壓電陶瓷直接粘貼在反射鏡背面，以實現對腔長的微調。
當給壓電陶瓷施加電壓時，它會產生微小的形變。這種形變會導致諧振腔的長度發(fā)生微小變化，從而改變激光的頻率。通過調節(jié)施加在壓電陶瓷上的電壓，可以精確地控制諧振腔的長度，使激光頻率保持穩(wěn)定。
在基于Nd:YAG激光器的動態(tài)穩(wěn)定環(huán)形諧振腔設計中，利用壓電陶瓷控制腔鏡的位置來精確調節(jié)諧振腔的腔長，并實現了諧振頻率的調諧。此外，在一些高功率激光系統中，如倍頻系統，也采用了類似的設計，通過壓電陶瓷控制腔長以獲得穩(wěn)定的綠光輸出。
實現這一功能的具體方法包括使用D/A卡輸出非等間隔控制電壓序列給壓電陶瓷驅動電源，使壓電陶瓷產生微小形變從而控制激光諧振腔長均勻變化。此外，還有基于單片機的閉環(huán)控制系統，能夠自動尋找到激光器工作的最佳狀態(tài)并維持在該狀態(tài)。
3.如何選擇合適的壓電陶瓷
激光器對壓電陶瓷的要求和選擇涉及多個方面，包括其物理特性、精度要求以及與激光系統的兼容性等。以下是詳細的分析：
壓電陶瓷的微位移驅動原理是激光器腔長控制的基礎。通過調整壓電陶瓷的形變，可以精確控制激光諧振腔的長度，從而實現激光頻率的穩(wěn)定和調諧。
壓電陶瓷具有非常高的分辨率，這意味著在驅動電源的最小輸出信號下，壓電陶瓷能夠表現出極高的精度。這種高分辨率對于激光器的頻率調諧至關重要，因為需要非常細微的調整來達到所需的波長。
壓電陶瓷的工作溫度范圍通常在-25℃到130℃之間，這使得它能夠在多種環(huán)境條件下工作。此外，壓電陶瓷的驅動電壓可以從0V到150V不等，這為不同的激光系統提供了靈活性。
為了實現更精確的控制，許多激光器采用閉環(huán)控制系統。這種系統包括單片機、壓電陶瓷驅動電源、信號采集及處理電路和顯示電路，能夠自動尋找到激光器工作的最佳狀態(tài)并維持在該狀態(tài)。例如，基于飛秒光頻梳的亞納米級閉環(huán)位移控制系統可以實現半導體激光器在其工作頻率范圍內的精密調諧。
4.為什么選擇隱冠壓電陶瓷？
隱冠半導體壓電部門專注于精密定位執(zhí)行器的研發(fā)、生產制造、銷售；是國內壓電領域極少數擁有從壓電陶瓷材料到壓電陶瓷電機再到納米精度壓電運動臺全產品鏈研發(fā)與批量生產能力的高科技企業(yè)，公司具有豐富的產業(yè)化經驗。
公司具有豐富的產品規(guī)格和種類以匹配大范圍的調諧需求。公司可提供整套壓電陶瓷控制模組，可實現快速定位安裝和換型、拆裝及維護的方便靈活。
針對客戶的個性化集成需求，公司可以定制封裝尺寸、電壓、行程、金屬端件等，以滿足機械剛度和穩(wěn)定性，以保證調諧系統的可靠性和長期運行效果。
同時公司針對客戶特定需求和具體應用場景，集成應變片實現閉環(huán)控制，并配置自研適配的驅控器，實現產品組合的技術和成本優(yōu)勢。
