激光器的設計中需要對光束進行精確的對準，以得到準確的定位、最佳功率和極其穩(wěn)定的光束質量。為了達到此目的，激光器的設計者必須精確控制激光器內部的光路。MKS Newport 壓電促動器具有納米級的位移精度和微弧度級的旋轉精度，是保證激光束長期性能和穩(wěn)定質量的理想組件，其優(yōu)異的靈活性可以給激光器的設計帶來極大便利。

三種具體應用

在組裝激光器時，需要非常高的精度。其中光路必須精確對準，以避免任何能量損失或內部組件損壞的風險。與 MKS Newport 光學調整架配合使用時，Newport Picomotor 和 Agilis 系列促動器可以精確控制激光束，并實現(xiàn)必要的軌跡校正，以確保理想的光路。這種精度水平對于激光器內部數米長的光學設計提供了極大的便利。

我們的 Picomotor 促動器和光學調整架在激光器中主要有三種應用類型：

• 第一個：保持激光束在各個內部組件之間的精確定位，如有必要，能夠在無需任何手動操作下調整對準。
• 第二個：在表面損壞/磨損后移動激光在非線性晶體上的入射點，并延長晶體的使用壽命。在這種情況下，需要利用晶體表面的新區(qū)域，延長激光器的使用壽命，而無需更換晶體或進行耗時的維護。它的另一個好處是無需打開激光器即可完成，從而避免了任何污染風險。
• 第三：應用案例是精密線性位移臺 (Agilis)，協(xié)助動鏡縮短或擴展脈沖寬度，并調整超快激光器中的 GDD 色散。

Newport 提供的 Picomotor 促動器和光學調整架還非常適合以下這種應用案例：位于狹小空間的反射鏡或透鏡，需要極其精細的調節(jié)，來實現(xiàn)精確的定位和穩(wěn)定的光束質量。（促動器的步長 < 30 nm，角分辨率 <1.5 μrad，無間隙）

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 產品，他們的光路包括 Newport 光學調整架、 Picomotor 和 Super Agilis 系列產品。在通常超過一米長的激光光路中，我們的產品確保光束精確地從一個內部模塊傳播到另一個內部模塊。使用這些器件可以延長模塊（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）從而降低了整個激光器的總擁有成本 (TCO)。

當激光器正在工作時，不得進行校準操作，因為這樣可能會損壞樣品。激光器必須在系統(tǒng)進行適當預熱（環(huán)境穩(wěn)定）后進行校準。 

Newport Piezo 產品可在無功耗條件下保持納米/μrad 級步進和極其穩(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。壓電設備不會過熱，并且這些設備完全符合激光器所需的清潔度水平：壓電設備不會發(fā)射任何顆粒和有機材料，同時這些產品還適合在真空條件下使用。

該監(jiān)控和校準系統(tǒng)不僅有助于降低維護成本，而且還可以間接提高組件的質量和加工的效率，因為激光器始終在最佳條件下以所需的精度和質量水平工作。

此外，在工業(yè) 4.0 時代，我們可以將零件或加工制造的質量，與激光參數關聯(lián)起來。當所獲得的結果的質量開始偏離最佳值時，操作員能夠有計劃進行預防性維護活動。

Newport Piezo Picomotor 系列因提供非常小的步長、卓越的重復定位精度和緊湊性而與眾不同。相關的 Newport 壓電促動系列（Picomotor 和 Super Agilis，用于微調、絕對定位的閉環(huán)控制），提供了非常緊湊且經濟的解決方案。

激光束的對準原理

激光器制造商使用可調節(jié)鏡片，來對準激光器內部的光束，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。根據激光器制造商的設計理念，鏡片可以以不同的方式放置在激光器內部。

手動或電動鏡片都可以用來調節(jié)光路。電動鏡片的優(yōu)點是，可以執(zhí)行自動對準操作，以避免打開激光器：它速度更快，而且您不會因打開激光器而面臨任何顆粒污染的風險。

下面是一些參考用例，說明了 Newport 壓電促動器特別適合的上述應用:

A. 為了實現(xiàn)調諧，一些領先的激光器制造商采用配有定制Picomotor 促動器的小型角調整架座，根據所需的環(huán)境可定制為真空兼容。例如，帶有 8353 促動器的 Newport 8887 反射鏡架通常用于激光束 θxθy 對準。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。

B. 電動 θxθy 鏡片可以使激光平行于最佳路徑。如果激光器設計和嵌入式功能還需要精確的光束中心，那么反射鏡調整架就需要額外的自由度。Newport 8081 XYZθxθy 電動五軸傾斜位移臺，被廣泛用于激光對準和調諧系統(tǒng)，8081 的五自由度、緊湊性和極高分辨率調整（< 30 nm）正是激光制造商需要的。

Newport 8081 電動五軸傾斜位移臺

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

CONEX-SAG Super Agilis

1. 激光束聚焦在非線性晶體 (BBO/LBO) 上以產生紫外波長。幾千小時后，晶體表面會退化，用戶需要將晶體上的激光束移動到全新的完好區(qū)域，以恢復激光性能，并實現(xiàn)最佳運行。Conex SAG 未通電時，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，應用示意圖

2. 非常相似的設置可以調整超快激光器的脈沖寬度。例如，下面圖中的鏡片 6 和 7 是可移動的，它們被安裝在 CONEX-SAG 或 CONEX-AG 平臺上。通過作用于 CONEX-SAG 平臺，鏡片 6 和 7 與網格 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)時間。由于其緊湊性、高精度和亞微米級，Newport CONEX-SAG Super Agilis 產品是1.和2.兩種應用的理想選擇。

SAG 平臺在 6 號和 7 號鏡片上提供平移運動

總結

Newport 壓電的納米促動器和光學安裝調整的配套解決方案（Newport 或 New Focus Picomotor、Agilis、Conex）是要求苛刻的激光應用的理想組件。產品系列包括各種微型電機、位移臺、促動器、鏡頭和光學調整架，用于對準控制和要求嚴格的實時補償和調整。

Newport 廣泛的產品系列使客戶能夠找到最適合其應用的組件（外形尺寸、行程范圍、安裝、真空技術或閉環(huán)選項等）。所有這些都可以通過專為這些促動器設計的， 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。標準壓電和微型電機可以直接購買或定制，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。

激光器中壓電促動器的適配產品

8081：電動 XYZθxθy 傾斜對準器，行程 3 毫米，角度范圍 8° 

可以對 X、Y、Z、θx 和 θy 的各種組合進行遠程高分辨率（<30 nm）調整。

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

Super Agilis CONEXSAG-LS48P 是一款壓電電機線性位移臺，集成了閉環(huán)壓電控制器/驅動器，可提供 48 毫米行程，高達 10 毫米/秒的速度和 25 nm 的系統(tǒng)雙向重復精度。

8885 壓電反射鏡調整架，小型，直徑 0.5 英寸

兩個 Picomotor 促動器可遠程調節(jié)頂端和傾斜軸，并且在 0.5 英寸（12.7 毫米）直徑的調整上僅增加 0.5 英寸的長度。我們的微型 Picomotor 促動器可實現(xiàn) 1.5 μrad 的角分辨率，從而允許光學元件進行非常小的受控運動。微型 Picomotor 促動器還具有使用集成旋鈕對所有軸進行快速手動調整的額外優(yōu)勢。

8353-V 壓電促動器，微型，中心調整，0.5 英寸行程

8353-V 真空兼容微型 Picomotor 促動器專為低至 10-6 Torr 的環(huán)境而設計。它非常適合在真空中移動小型光學器件和平臺。我們的 Picomotor 促動器的步長每步小于 30 nm，可實現(xiàn)非常小的受控運動。 

TRA25CC 電動促動器，微型，25 毫米行程，直流伺服電機

TRA25CC 微型直流伺服促動器具有比其他 TRA 促動器稍大的 25 毫米行程，同時提供 0.2 微米的最小位移增量。對于較長行程線性位移臺和其他具有較長行程的設備來說，這是一款理想選擇。TRA 促動器采用硬涂層鋼球頭，并包含集成光學限位開關。 

文章來源：MKS 光電解決方案

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