中國科學院近期傳來一項振奮人心的科技進展,上海微系統與信息技術研究所的武震宇研究員及其團隊成員王櫟皓助理研究員,成功研發出一款高性能的10毫米大口徑壓電MEMS(微機電系統)快速反射鏡。
這款創新產品專為激光星間鏈路設計,旨在滿足其對高精度、快速響應及穩定性的嚴格要求。通過實現更精細的激光光束閉環控制,它為衛星通信終端帶來了小型化與高性能兼具的理想解決方案。
在衛星激光通信系統中,快速反射鏡扮演著至關重要的角色,負責光束的指向、捕獲與跟蹤等關鍵任務。它必須達到一系列極限性能指標,包括高指向精度、高工作帶寬及優異的光學質量。
武震宇團隊在已有研究基礎上,巧妙地采用雙層異構集成技術和晶圓級鍵合工藝,打造出這款10毫米大口徑的壓電驅動MEMS快速反射鏡。該設計不僅具備高線性度與超高角度分辨率,還擁有快速的階躍響應及高精度的重復定位能力。
在結構設計層面,團隊引入了創新的力學定向結構,有效形成了應力集中區域,從而極大提升了光束控制的精準度。這一突破性設計,為高性能快速反射鏡的研發開辟了新路徑。
在性能評估方面,團隊首次對10毫米大口徑鏡面的動態變形進行了詳盡表征。實驗結果顯示,在準靜態驅動下,鏡面的最大動態表面形變僅為2納米,這一卓越表現完全滿足了遠距離衛星激光通信對鏡面形態的嚴苛標準。
與傳統的機械快速反射鏡及現有的商用MEMS快速反射鏡相比,這款新型器件展現出了顯著的優勢。它在航空航天領域具有廣闊的應用前景,有望為衛星通信技術的發展注入新的活力。武震宇團隊表示,他們將繼續致力于鏡面尺寸的優化、閉環控制系統的完善以及器件可靠性的提升,以推動該技術的進一步成熟與應用。