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【2h】

Computational–Experimental Design Framework for Laser Path Length Controller

机译：激光路径长度控制器的计算实验设计框架

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摘要

The application areas of piezoelectric materials are expanding rapidly in the form of piezo harvesters, sensors and actuators. A path length controller is a high-precision piezoelectric actuator used in laser oscillators, especially in ring laser gyroscopes. A path length controller alters the position of a mirror nanometrically by means of a control voltage to stabilize the route that a laser beam travels in an integral multiple of laser wavelength. The design and verification of a path length controller performance requires long (up to 3 months), expensive and precise production steps to be successfully terminated. In this study, a combined computational–experimental design framework was developed to control, optimize and verify the performance of the path length controller, without the need for ring laser gyroscope assembly. A novel framework was structured such that the piezoelectric performance characteristics were calculated using finite element analysis. Then, a stand-alone measurement system was developed to verify the finite element analysis results before system integration. The final performance of the novel framework was verified by a direct measurement method called mode-scanning, which is founded on laser interferometry. The study is concluded with the explanation of measurement errors and finite element correlations.
机译：压电材料的应用领域以压电收割机，传感器和致动器的形式迅速扩展。路径长度控制器是用于激光振荡器的高精度压电致动器，尤其是环形激光陀螺仪。路径长度控制器通过控制电压改变镜子的位置，以稳定激光束在激光波长的整体倍数中行进的路线。路径长度控制器性能的设计和验证需要长时间（最多3个月），昂贵且精确的生产步骤要成功终止。在本研究中，开发了一种组合的计算实验设计框架来控制，优化和验证路径长度控制器的性能，而无需环形激光陀螺组件。构建了一种新颖的框架，使得使用有限元分析计算压电性能特性。然后，开发了一个独立的测量系统，以验证在系统集成之前的有限元分析结果。通过称为模式扫描的直接测量方法验证了新颖框架的最终性能，该方法在激光干涉测量中创立。通过对测量误差和有限元相关性的解释来结束这项研究。

著录项

  • 期刊名称 Sensors (Basel Switzerland)
  • 作者

    Tevfik Ozan Fenercioğlu; Tuncay Yalçinkaya;

  • 作者单位
  • 年(卷),期 2021(21),15
  • 年度 2021
  • 页码 5209
  • 总页数 13
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种
  • 中图分类
  • 关键词

    机译：路径长度控制器;压电致动器;激光干涉测量;低​​力计;激光三角测量;有限元分析;模式扫描;

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