快速高精度電動調整鏡研究

邢海斌，劉力雙，夏潤秋，陳青山，呂 勇

（北京信息科技大學 儀器科學與光電工程學院，北京 100192）

引言

隨著高能激光技術的不斷發展，戰術激光干擾武器、戰略高能激光毀傷武器越來越多地得到應用。高能激光器作為激光武器系統的關鍵組件，其性能指標尤為重要。單臺高能激光器對晶體、光學鍍膜等光學元件有較高的技術要求，且體積大、成本高、周期長，限制了其在高能激光武器上的應用。目前，大多采用多臺激光器合束的方法實現高能激光的輸出。高能激光合束系統光學組件中的反射鏡運行時需要滿足快速高精度調整的要求，從而精確控制光束傳輸方向。

光束方向的快速高精度調整方法之一是采用快速反射鏡[1]。目前市面上的快速反射鏡大多是采用壓電陶瓷[2-3]或者音圈電機[4]的驅動方式，以追求高諧振頻率，高帶寬[5]等指標。例如2004年中科院光電所吳瓊雁等人通過優化控制算法將音圈電機快反鏡帶寬提高到了310 Hz[6]，中國科學院大學的凡木文等人2015年在普通PI 控制方法基礎上增加了雙二階濾波器，使音圈電機快反鏡與之前相比帶寬提高了1 倍[7]。

激光合束系統通常需要在進入工作狀態前調整反射鏡，在工作過程中不再移動，所以調整鏡一般采用步進電機作為驅動機械，微位移機構作為驅動方法。該方法具有較好的分辨率，行程較大，可自鎖，工作過程中不需要加電，缺點是會存在機械間隙造成空回[8-9]。

為了減少裝備的準備時間，高能激光武器系統的合束系統對反射鏡的調整到位時間和精度提出了更高的要求。……