一个运动特征模拟的角度位置传感器通过微型扫描镜的差电容的非线性转移为微型扫描镜
Songtao Liu1,2, Gaofei Zhang1,2,3, Lingyun Zhang1,2
1Department of Precision Instrument, Tsinghua University, Beijing, 100084 China.
Microsystems & nanoengineering
|November 29, 2023
概括
一种用于共振微型扫描镜 (M-SMs) 的新型角位置传感器 (APS) 使用差异变量电容. 这种传感器实现了高带宽和精度,增强了激光组件的开发,用于应用程序,如LiDAR.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 传感器技术 传感器技术
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 共振微型扫描镜 (M-SMs) 需要精确的角度位置传感.
- 传统传感器在动态M-SM应用中具有有限的带宽和精度.
- 现有的方法在与非线性误差和有限的测量范围作斗争.
研究的目的:
- 为M-SMs开发一个高带宽,高精度的角位置传感器 (APS).
- 克服传统传感器在检测动态角度变化的局限性.
- 为了提高激光元件和系统的性能.
主要方法:
- 用于传感的差异变量电容.
- 模拟M-SM运动作为电容转换的简单波运动.
- 使用空间坐标转换来解决传感器非并行性问题.
- 开发了一个2D非线性角度转移函数,以纠正大角度错误.
主要成果:
- 达到的测量精度大于0.014°.
- 将测量范围从±0.5729°扩大到±5.026°.
- 证明了高的采样率 (1473.6倍和比传统高539.4倍).
- 建议采集和跟踪模式,准确度为0.017°,用于实时监控.
结论:
- 开发的APS显著提高了M-SMs的可检测带宽和角度测量精度.
- 传感器的能力对于推进激光元件,包括LiDAR系统至关重要.
- 这项技术承诺在光学系统中提高光束指向精度和分辨率.
