激光器的设计中需要对光束进行精确的对准，以得到准确的定位、最佳功率和极其稳定的光束质量。为了达到此目的，激光器的设计者必须精确控制激光器内部的光路。MKS Newport 压电促动器具有纳米级的位移精度和微弧度级的旋转精度，是保证激光束长期性能和稳定质量的理想组件，其优异的灵活性可以给激光器的设计带来极大便利。

三种具体应用

在组装激光器时，需要非常高的精度。其中光路必须精确对准，以避免任何能量损失或内部组件损坏的风险。与 MKS Newport 光学调整架配合使用时，Newport Picomotor 和 Agilis 系列促动器可以精确控制激光束，并实现必要的轨迹校正，以确保理想的光路。这种精度水平对于激光器内部数米长的光学设计提供了极大的便利。

我们的 Picomotor 促动器和光学调整架在激光器中主要有三种应用类型：

• 第一个：保持激光束在各个内部组件之间的精确定位，如有必要，能够在无需任何手动操作下调整对准。
• 第二个：在表面损坏/磨损后移动激光在非线性晶体上的入射点，并延长晶体的使用寿命。在这种情况下，需要利用晶体表面的新区域，延长激光器的使用寿命，而无需更换晶体或进行耗时的维护。它的另一个好处是无需打开激光器即可完成，从而避免了任何污染风险。
• 第三：应用案例是精密线性位移台 (Agilis)，协助动镜缩短或扩展脉冲宽度，并调整超快激光器中的 GDD 色散。

Newport 提供的 Picomotor 促动器和光学调整架还非常适合以下这种应用案例：位于狭小空间的反射镜或透镜，需要极其精细的调节，来实现精确的定位和稳定的光束质量。（促动器的步长 < 30 nm，角分辨率 <1.5 μrad，无间隙）

优异的性能特性

许多激光器制造商在其激光系统中使用 Newport 产品，他们的光路包括 Newport 光学调整架、 Picomotor 和 Super Agilis 系列产品。在通常超过一米长的激光光路中，我们的产品确保光束精确地从一个内部模块传播到另一个内部模块。使用这些器件可以延长模块（包含非线性晶体）的使用寿命（非线性晶体模块的使用寿命通常为 3 至 5 年）从而降低了整个激光器的总拥有成本 (TCO)。

当激光器正在工作时，不得进行校准操作，因为这样可能会损坏样品。激光器必须在系统进行适当预热（环境稳定）后进行校准。 

Newport Piezo 产品可在无功耗条件下保持纳米/μrad 级步进和极其稳定的位置，使得激光束得到完美控制并在极佳条件下永久运行，使其成为保证工艺稳定性，并提高其稳健性的理想选择。压电设备不会过热，并且这些设备完全符合激光器所需的清洁度水平：压电设备不会发射任何颗粒和有机材料，同时这些产品还适合在真空条件下使用。

该监控和校准系统不仅有助于降低维护成本，而且还可以间接提高组件的质量和加工的效率，因为激光器始终在最佳条件下以所需的精度和质量水平工作。

此外，在工业 4.0 时代，我们可以将零件或加工制造的质量，与激光参数关联起来。当所获得的结果的质量开始偏离最佳值时，操作员能够有计划进行预防性维护活动。

Newport Piezo Picomotor 系列因提供非常小的步长、卓越的重复定位精度和紧凑性而与众不同。相关的 Newport 压电促动系列（Picomotor 和 Super Agilis，用于微调、绝对定位的闭环控制），提供了非常紧凑且经济的解决方案。

激光束的对准原理

激光器制造商使用可调节镜片，来对准激光器内部的光束，并保持稳定的光路，以避免输出端出现任何漂移或位置变化。根据激光器制造商的设计理念，镜片可以以不同的方式放置在激光器内部。

手动或电动镜片都可以用来调节光路。电动镜片的优点是，可以执行自动对准操作，以避免打开激光器：它速度更快，而且您不会因打开激光器而面临任何颗粒污染的风险。

下面是一些参考用例，说明了 Newport 压电促动器特别适合的上述应用:

A. 为了实现调谐，一些领先的激光器制造商采用配有定制Picomotor 促动器的小型角调整架座，根据所需的环境可定制为真空兼容。例如，带有 8353 促动器的 Newport 8887 反射镜架通常用于激光束 θxθy 对准。其高紧凑性、自由度，以及我们出色的环境和真空使用定制能力，得到激光器制造商的如潮好评。

B. 电动 θxθy 镜片可以使激光平行于最佳路径。如果激光器设计和嵌入式功能还需要精确的光束中心，那么反射镜调整架就需要额外的自由度。Newport 8081 XYZθxθy 电动五轴倾斜位移台，被广泛用于激光对准和调谐系统，8081 的五自由度、紧凑性和极高分辨率调整（< 30 nm）正是激光制造商需要的。

Newport 8081 电动五轴倾斜位移台

C. Conex-SAG 用于紫外纳秒激光器，用于将光束入射移动到激光腔内晶体的新（未损坏）区域。

CONEX-SAG Super Agilis

1. 激光束聚焦在非线性晶体 (BBO/LBO) 上以产生紫外波长。几千小时后，晶体表面会退化，用户需要将晶体上的激光束移动到全新的完好区域，以恢复激光性能，并实现最佳运行。Conex SAG 未通电时，激光束的入射位置保持不变，因此激光器入射位置的系统非常稳定。BBO：β硼酸钡，LBO：三硼酸锂。

改变紫外固体激光器在非线性晶体上的入射位置，应用示意图

2. 非常相似的设置可以调整超快激光器的脉冲宽度。例如，下面图中的镜片 6 和 7 是可移动的，它们被安装在 CONEX-SAG 或 CONEX-AG 平台上。通过作用于 CONEX-SAG 平台，镜片 6 和 7 与网格 5 之间的距离发生变化，从而控制色散（群延迟色散或 GDD）以压缩或拉伸脉冲持续时间。由于其紧凑性、高精度和亚微米级，Newport CONEX-SAG Super Agilis 产品是1.和2.两种应用的理想选择。

SAG 平台在 6 号和 7 号镜片上提供平移运动

总结

Newport 压电的纳米促动器和光学安装调整的配套解决方案（Newport 或 New Focus Picomotor、Agilis、Conex）是要求苛刻的激光应用的理想组件。产品系列包括各种微型电机、位移台、促动器、镜头和光学调整架，用于对准控制和要求严格的实时补偿和调整。

Newport 广泛的产品系列使客户能够找到最适合其应用的组件（外形尺寸、行程范围、安装、真空技术或闭环选项等）。所有这些都可以通过专为这些促动器设计的， Newport 即插即用控制器轻松控制。组件的紧凑性，卓越的精度、分辨率和稳定性能使其非常有吸引力。标准压电和微型电机可以直接购买或定制，以满足特定客户的各种需求。Newport 提供专用控制器和配件，非常易于操作和使用。

激光器中压电促动器的适配产品

8081：电动 XYZθxθy 倾斜对准器，行程 3 毫米，角度范围 8° 

可以对 X、Y、Z、θx 和 θy 的各种组合进行远程高分辨率（<30 nm）调整。

CONEX-SAG-LS48P 高速压电线性位移台，48毫米行程，直接编码器，集成控制器

Super Agilis CONEXSAG-LS48P 是一款压电电机线性位移台，集成了闭环压电控制器/驱动器，可提供 48 毫米行程，高达 10 毫米/秒的速度和 25 nm 的系统双向重复精度。

8885 压电反射镜调整架，小型，直径 0.5 英寸

两个 Picomotor 促动器可远程调节顶端和倾斜轴，并且在 0.5 英寸（12.7 毫米）直径的调整上仅增加 0.5 英寸的长度。我们的微型 Picomotor 促动器可实现 1.5 μrad 的角分辨率，从而允许光学元件进行非常小的受控运动。微型 Picomotor 促动器还具有使用集成旋钮对所有轴进行快速手动调整的额外优势。

8353-V 压电促动器，微型，中心调整，0.5 英寸行程

8353-V 真空兼容微型 Picomotor 促动器专为低至 10-6 Torr 的环境而设计。它非常适合在真空中移动小型光学器件和平台。我们的 Picomotor 促动器的步长每步小于 30 nm，可实现非常小的受控运动。 

TRA25CC 电动促动器，微型，25 毫米行程，直流伺服电机

TRA25CC 微型直流伺服促动器具有比其他 TRA 促动器稍大的 25 毫米行程，同时提供 0.2 微米的最小位移增量。对于较长行程线性位移台和其他具有较长行程的设备来说，这是一款理想选择。TRA 促动器采用硬涂层钢球头，并包含集成光学限位开关。 

文章来源：MKS 光电解决方案

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