[发明专利]二维微振镜驱动频率调节系统及方法

说明书

本发明提供一种二维微振镜驱动频率调节系统及方法，二维微振镜驱动频率调节系统包括：在二维微振镜所在空间布置匀强磁场，匀强磁场位于x‑y平面，且与x转轴和y转轴的夹角均为45度；在微振镜的表面固定线圈；微振镜采用导电材料制作；单片机的方波输出端依次通过数模转换器与信号放大器后，连接到线圈的输入端；线圈的输出端接地，由此使线圈中通过交变电流，进而使线圈在匀强磁场中产生安培力。在安培力的作用下，使微振镜振动。本发明提供的二维微振镜驱动频率调节系统及方法具有以下优点：(1)通过单片机控制调节二维微振镜的振动频率和振动幅度，具有二维微振镜的振动频率和振动幅度调节精度高的优点；(2)整体结构简单，成本低。

技术领域

本发明涉及一种频率调节系统，具体涉及一种二维微振镜驱动频率调节系统及方法。

背景技术

激光是20世纪以来最重要的发明之一，它与传统光特性的不同之处在于激光的发射主要原因是受激辐射，因而激光具备高强度、良好的单向性和相干性等特点，适合对材料进行加工以及距离测量，其自身技术潜力巨大。激光技术的迅猛发展对国民经济发展以及社会进步起到了重要的作用，目前其广泛应用于电子、冶金、汽车和机械制造等行业。激光扫描技术作为激光技术的分支，其在制造领域的应用标志着一门跨学科、跨行业的新型科学的诞生，同时也形成了该领域的诸多应用，例如振镜扫描在激光打标、激光演示、LRP(Laser Rapid Prototyping，激光快速成型)以及激光雷达中的应用等，具体包括：(1)振镜扫描在激光打标中的应用：激光打标即是对需要做标记的工件运用激光器打上特殊的标记的一种新型的工艺。其利用激光热效应，促使金属或者非金属材料某些位置发生燃烧反应，留下不可消除的痕迹，优势在于打标尺寸精细、无接触加工、对打标材料无损伤。目前该技术已经成为某些制造行业的主流加工工艺。(2)振镜扫描在激光显示中的应用：激光显示即发射三基色的混合光源对行和场进行扫描直到达到人眼“视觉残留”的要求，频率应不低于50Hz。该技术色域广、节能环保、长期高画质，广泛应用于舞台灯光、户外媒体、电影放映等领域。其通过图文的结合，提供丰富的信息，适合在主题公园、产品广告和激光电影节目等方面进行文化宣传。所以该技术可以使得人们通过终端可以看到传统显示投影无法实现的色彩空间。(3)振镜扫描在LRP中的应用：LRP即是激光快速成型技术，其主要是根据成型对象的CAD三维实体模型，利用光敏聚合材料受到激光的紫色波段辐射以后会固化的原理，通过控制系统的控制对光敏聚合材料进行层层精确固化并最终堆积成型，成型的速度极快且成型的样品精度高，质量好。所以说LRP是一种高度集成了系统控制、激光控制、新材料加工的技术，对于此类系统，其核心部件为快速、精确的振镜式激光扫描系统。目前LRP的主要应用有液体光敏树脂固化、选择性激光烧结、3D喷射印刷等。(4)振镜扫描在激光雷达中的应用：激光雷达即该技术有三大部分组成，分别是激光发射系统、接收系统、信息处理平台。其原理是利用处于红外和可见光波段的光作为信息传输媒介，发射系统通过电光转换发射光信号，接收系统接受光信号通过光电转化将电脉冲送至信息处理系统进行处理，它的优势在于强大的抗干扰性，高速度/距离分辨率，也具备一定的隐蔽性，在许多军工企业得到了广泛的应用。

除了以上应用，近些年来激光扫描和数控技术相结合也成为了各大激光加工企业研发和生产的主要思路，开辟了一条在激光技术领域中高质量、高效率、易环保的新型发展道路。

目前主流的激光扫描系统有光机扫描系统和声光扫描系统。光机扫描系统解决了普通的光电探测器无法满足瞬时视场大范围成像的问题，它主要通过计算机的数控技术来实现激光束的机械扫描即控制反射系统来实现激光束的扫描。光机扫描的扫描方式主要有两种，一种是平行扫描，另外一种是汇聚光束扫描。光机扫描系统具有扫描速度快、扫描角度大、对光学器件要求不高、相差矫正比较容易但稳定性不高的特点，多用于民用热像仪等领域。声光扫描系统原理是利用弹性波对于传播介质产生的弹光效应使入射光发生衍射，从而可以带动光束的扫描。相对于光机扫描，其扫描速度较快、容易控制但是扫描角度较小。所以光机扫描系统性能要优于声光扫描系统。