激光器的設(shè)計(jì)中需要對(duì)光束進(jìn)行精確的對(duì)準(zhǔn)，以得到準(zhǔn)確的定位、最佳功率和極其穩(wěn)定的光束質(zhì)量。為了達(dá)到此目的，激光器的設(shè)計(jì)者必須精確控制激光器內(nèi)部的光路。MKS Newport 壓電促動(dòng)器具有納米級(jí)的位移精度和微弧度級(jí)的旋轉(zhuǎn)精度，是保證激光束長(zhǎng)期性能和穩(wěn)定質(zhì)量的理想組件，其優(yōu)異的靈活性可以給激光器的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大便利。

三種具體應(yīng)用

在組裝激光器時(shí)，需要非常高的精度。其中光路必須精確對(duì)準(zhǔn)，以避免任何能量損失或內(nèi)部組件損壞的風(fēng)險(xiǎn)。與 MKS Newport 光學(xué)調(diào)整架配合使用時(shí)，Newport Picomotor 和 Agilis 系列促動(dòng)器可以精確控制激光束，并實(shí)現(xiàn)必要的軌跡校正，以確保理想的光路。這種精度水平對(duì)于激光器內(nèi)部數(shù)米長(zhǎng)的光學(xué)設(shè)計(jì)提供了極大的便利。

我們的 Picomotor 促動(dòng)器和光學(xué)調(diào)整架在激光器中主要有三種應(yīng)用類型：

• 第一個(gè)：保持激光束在各個(gè)內(nèi)部組件之間的精確定位，如有必要，能夠在無(wú)需任何手動(dòng)操作下調(diào)整對(duì)準(zhǔn)。
• 第二個(gè)：在表面損壞/磨損后移動(dòng)激光在非線性晶體上的入射點(diǎn)，并延長(zhǎng)晶體的使用壽命。在這種情況下，需要利用晶體表面的新區(qū)域，延長(zhǎng)激光器的使用壽命，而無(wú)需更換晶體或進(jìn)行耗時(shí)的維護(hù)。它的另一個(gè)好處是無(wú)需打開(kāi)激光器即可完成，從而避免了任何污染風(fēng)險(xiǎn)。
• 第三：應(yīng)用案例是精密線性位移臺(tái) (Agilis)，協(xié)助動(dòng)鏡縮短或擴(kuò)展脈沖寬度，并調(diào)整超快激光器中的 GDD 色散。

Newport 提供的 Picomotor 促動(dòng)器和光學(xué)調(diào)整架還非常適合以下這種應(yīng)用案例：位于狹小空間的反射鏡或透鏡，需要極其精細(xì)的調(diào)節(jié)，來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的定位和穩(wěn)定的光束質(zhì)量。（促動(dòng)器的步長(zhǎng) < 30 nm，角分辨率 <1.5 μrad，無(wú)間隙）

優(yōu)異的性能特性

許多激光器制造商在其激光系統(tǒng)中使用 Newport 產(chǎn)品，他們的光路包括 Newport 光學(xué)調(diào)整架、 Picomotor 和 Super Agilis 系列產(chǎn)品。在通常超過(guò)一米長(zhǎng)的激光光路中，我們的產(chǎn)品確保光束精確地從一個(gè)內(nèi)部模塊傳播到另一個(gè)內(nèi)部模塊。使用這些器件可以延長(zhǎng)模塊（包含非線性晶體）的使用壽命（非線性晶體模塊的使用壽命通常為 3 至 5 年）從而降低了整個(gè)激光器的總擁有成本 (TCO)。

當(dāng)激光器正在工作時(shí)，不得進(jìn)行校準(zhǔn)操作，因?yàn)檫@樣可能會(huì)損壞樣品。激光器必須在系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱（環(huán)境穩(wěn)定）后進(jìn)行校準(zhǔn)。 

Newport Piezo 產(chǎn)品可在無(wú)功耗條件下保持納米/μrad 級(jí)步進(jìn)和極其穩(wěn)定的位置，使得激光束得到完美控制并在極佳條件下永久運(yùn)行，使其成為保證工藝穩(wěn)定性，并提高其穩(wěn)健性的理想選擇。壓電設(shè)備不會(huì)過(guò)熱，并且這些設(shè)備完全符合激光器所需的清潔度水平：壓電設(shè)備不會(huì)發(fā)射任何顆粒和有機(jī)材料，同時(shí)這些產(chǎn)品還適合在真空條件下使用。

該監(jiān)控和校準(zhǔn)系統(tǒng)不僅有助于降低維護(hù)成本，而且還可以間接提高組件的質(zhì)量和加工的效率，因?yàn)榧す馄魇冀K在最佳條件下以所需的精度和質(zhì)量水平工作。

此外，在工業(yè) 4.0 時(shí)代，我們可以將零件或加工制造的質(zhì)量，與激光參數(shù)關(guān)聯(lián)起來(lái)。當(dāng)所獲得的結(jié)果的質(zhì)量開(kāi)始偏離最佳值時(shí)，操作員能夠有計(jì)劃進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)活動(dòng)。

Newport Piezo Picomotor 系列因提供非常小的步長(zhǎng)、卓越的重復(fù)定位精度和緊湊性而與眾不同。相關(guān)的 Newport 壓電促動(dòng)系列（Picomotor 和 Super Agilis，用于微調(diào)、絕對(duì)定位的閉環(huán)控制），提供了非常緊湊且經(jīng)濟(jì)的解決方案。

激光束的對(duì)準(zhǔn)原理

激光器制造商使用可調(diào)節(jié)鏡片，來(lái)對(duì)準(zhǔn)激光器內(nèi)部的光束，并保持穩(wěn)定的光路，以避免輸出端出現(xiàn)任何漂移或位置變化。根據(jù)激光器制造商的設(shè)計(jì)理念，鏡片可以以不同的方式放置在激光器內(nèi)部。

手動(dòng)或電動(dòng)鏡片都可以用來(lái)調(diào)節(jié)光路。電動(dòng)鏡片的優(yōu)點(diǎn)是，可以執(zhí)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)操作，以避免打開(kāi)激光器：它速度更快，而且您不會(huì)因打開(kāi)激光器而面臨任何顆粒污染的風(fēng)險(xiǎn)。

下面是一些參考用例，說(shuō)明了 Newport 壓電促動(dòng)器特別適合的上述應(yīng)用:

A. 為了實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，一些領(lǐng)先的激光器制造商采用配有定制Picomotor 促動(dòng)器的小型角調(diào)整架座，根據(jù)所需的環(huán)境可定制為真空兼容。例如，帶有 8353 促動(dòng)器的 Newport 8887 反射鏡架通常用于激光束 θxθy 對(duì)準(zhǔn)。其高緊湊性、自由度，以及我們出色的環(huán)境和真空使用定制能力，得到激光器制造商的如潮好評(píng)。

B. 電動(dòng) θxθy 鏡片可以使激光平行于最佳路徑。如果激光器設(shè)計(jì)和嵌入式功能還需要精確的光束中心，那么反射鏡調(diào)整架就需要額外的自由度。Newport 8081 XYZθxθy 電動(dòng)五軸傾斜位移臺(tái)，被廣泛用于激光對(duì)準(zhǔn)和調(diào)諧系統(tǒng)，8081 的五自由度、緊湊性和極高分辨率調(diào)整（< 30 nm）正是激光制造商需要的。

Newport 8081 電動(dòng)五軸傾斜位移臺(tái)

C. Conex-SAG 用于紫外納秒激光器，用于將光束入射移動(dòng)到激光腔內(nèi)晶體的新（未損壞）區(qū)域。

CONEX-SAG Super Agilis

1. 激光束聚焦在非線性晶體 (BBO/LBO) 上以產(chǎn)生紫外波長(zhǎng)。幾千小時(shí)后，晶體表面會(huì)退化，用戶需要將晶體上的激光束移動(dòng)到全新的完好區(qū)域，以恢復(fù)激光性能，并實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行。Conex SAG 未通電時(shí)，激光束的入射位置保持不變，因此激光器入射位置的系統(tǒng)非常穩(wěn)定。BBO：β硼酸鋇，LBO：三硼酸鋰。

改變紫外固體激光器在非線性晶體上的入射位置，應(yīng)用示意圖

2. 非常相似的設(shè)置可以調(diào)整超快激光器的脈沖寬度。例如，下面圖中的鏡片 6 和 7 是可移動(dòng)的，它們被安裝在 CONEX-SAG 或 CONEX-AG 平臺(tái)上。通過(guò)作用于 CONEX-SAG 平臺(tái)，鏡片 6 和 7 與網(wǎng)格 5 之間的距離發(fā)生變化，從而控制色散（群延遲色散或 GDD）以壓縮或拉伸脈沖持續(xù)時(shí)間。由于其緊湊性、高精度和亞微米級(jí)，Newport CONEX-SAG Super Agilis 產(chǎn)品是1.和2.兩種應(yīng)用的理想選擇。

SAG 平臺(tái)在 6 號(hào)和 7 號(hào)鏡片上提供平移運(yùn)動(dòng)

總結(jié)

Newport 壓電的納米促動(dòng)器和光學(xué)安裝調(diào)整的配套解決方案（Newport 或 New Focus Picomotor、Agilis、Conex）是要求苛刻的激光應(yīng)用的理想組件。產(chǎn)品系列包括各種微型電機(jī)、位移臺(tái)、促動(dòng)器、鏡頭和光學(xué)調(diào)整架，用于對(duì)準(zhǔn)控制和要求嚴(yán)格的實(shí)時(shí)補(bǔ)償和調(diào)整。

Newport 廣泛的產(chǎn)品系列使客戶能夠找到最適合其應(yīng)用的組件（外形尺寸、行程范圍、安裝、真空技術(shù)或閉環(huán)選項(xiàng)等）。所有這些都可以通過(guò)專為這些促動(dòng)器設(shè)計(jì)的， Newport 即插即用控制器輕松控制。組件的緊湊性，卓越的精度、分辨率和穩(wěn)定性能使其非常有吸引力。標(biāo)準(zhǔn)壓電和微型電機(jī)可以直接購(gòu)買(mǎi)或定制，以滿足特定客戶的各種需求。Newport 提供專用控制器和配件，非常易于操作和使用。

激光器中壓電促動(dòng)器的適配產(chǎn)品

8081：電動(dòng) XYZθxθy 傾斜對(duì)準(zhǔn)器，行程 3 毫米，角度范圍 8° 

可以對(duì) X、Y、Z、θx 和 θy 的各種組合進(jìn)行遠(yuǎn)程高分辨率（<30 nm）調(diào)整。

CONEX-SAG-LS48P 高速壓電線性位移臺(tái)，48毫米行程，直接編碼器，集成控制器

Super Agilis CONEXSAG-LS48P 是一款壓電電機(jī)線性位移臺(tái)，集成了閉環(huán)壓電控制器/驅(qū)動(dòng)器，可提供 48 毫米行程，高達(dá) 10 毫米/秒的速度和 25 nm 的系統(tǒng)雙向重復(fù)精度。

8885 壓電反射鏡調(diào)整架，小型，直徑 0.5 英寸

兩個(gè) Picomotor 促動(dòng)器可遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)頂端和傾斜軸，并且在 0.5 英寸（12.7 毫米）直徑的調(diào)整上僅增加 0.5 英寸的長(zhǎng)度。我們的微型 Picomotor 促動(dòng)器可實(shí)現(xiàn) 1.5 μrad 的角分辨率，從而允許光學(xué)元件進(jìn)行非常小的受控運(yùn)動(dòng)。微型 Picomotor 促動(dòng)器還具有使用集成旋鈕對(duì)所有軸進(jìn)行快速手動(dòng)調(diào)整的額外優(yōu)勢(shì)。

8353-V 壓電促動(dòng)器，微型，中心調(diào)整，0.5 英寸行程

8353-V 真空兼容微型 Picomotor 促動(dòng)器專為低至 10-6 Torr 的環(huán)境而設(shè)計(jì)。它非常適合在真空中移動(dòng)小型光學(xué)器件和平臺(tái)。我們的 Picomotor 促動(dòng)器的步長(zhǎng)每步小于 30 nm，可實(shí)現(xiàn)非常小的受控運(yùn)動(dòng)。 

TRA25CC 電動(dòng)促動(dòng)器，微型，25 毫米行程，直流伺服電機(jī)

TRA25CC 微型直流伺服促動(dòng)器具有比其他 TRA 促動(dòng)器稍大的 25 毫米行程，同時(shí)提供 0.2 微米的最小位移增量。對(duì)于較長(zhǎng)行程線性位移臺(tái)和其他具有較長(zhǎng)行程的設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是一款理想選擇。TRA 促動(dòng)器采用硬涂層鋼球頭，并包含集成光學(xué)限位開(kāi)關(guān)。 

文章來(lái)源：MKS 光電解決方案

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