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A Fast Piezo Actuated Tip/Tilt Mirror for raster scan applications

机译：快速压电驱动的倾斜/倾斜镜，适用于光栅扫描应用

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This paper presents the system and control design of a novel high performance piezo-actuated fast steering mirror (FSM) for high speed optical scanning which is centered around an easy-to-manufacture membrane-like mechanical flexure and uses an optical sensor system for position measurement. With the membrane flexure the first fundamental resonance mode of the actuator is placed as high as 6.7 kHz, while still enabling an optical angular range of ±4.8 mrad. Using a PI controller together with three notch filters designed in a loop shaping approach for maximizing the system bandwidth and tracking of high resolution raster trajectories, a closed-loop bandwidth as high as 2.7 kHz and a positioning uncertainty of 3.8μrad rms is obtained. The obtained tracking error when tracking a 250 Hz raster scanning trajectory with a scan amplitude of 2.2 mrad is as small as 73.8μrad rms (3.6% of scan amplitude).
机译：本文介绍了一种新型的高性能压电致动快速转向镜（FSM）的系统和控制设计，该镜用于高速光学扫描，其围绕易于制造的膜状机械弯曲而围绕，并使用光学传感器系统进行定位测量。膜片弯曲时，执行器的第一个基本共振模式被设置为高达6.7 kHz，同时仍能实现±4.8 mrad的光学角度范围。通过将PI控制器与三个以环路整形方式设计的陷波滤波器一起使用，以最大化系统带宽并跟踪高分辨率光栅轨迹，可以获得高达2.7 kHz的闭环带宽和3.8μradrms的定位不确定性。当跟踪扫描振幅为2.2 mrad的250 Hz光栅扫描轨迹时，所获得的跟踪误差小至73.8μradrms（扫描振幅的3.6％）。

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