由于本报告篇幅有限,因此假设读者对将激光器稳定到参考腔体领域有一定的了解。对于不熟悉该领域的人来说,Hamilton 的评论文章 [1] 是一个很好的起点。虽然提高激光器的被动稳定性很有用,但只能将激光线宽减小到一定程度。为了取得进一步进展,需要进行主动稳定。主动稳定的先决条件是鉴频器。可以使用分子吸收或参考腔体。参考腔体有两个优点,首先,谐振梳允许访问光谱中的任何位置。此外,控制信号的信噪比可以几乎无限制地增加,而不会因功率而使谐振变宽。在实现这种类型的激光稳定之前,激光源必须以单一的空间和时间模式运行。还假设有足够带宽的致动器来涵盖激光器的固有噪声。这些致动器既可以作用于激光腔本身(压电安装镜、腔内布鲁斯特板),也可以作用于腔外的光(声光调制器 -AOM、电光调制器 -EOM)。20 世纪 80 年代,出现了许多技术发展,使得构建 1 赫兹激光器成为可能。使用参考腔的主要问题之一是热长度变化。
用于弯曲致动器应用的铂涂层磺化聚醚醚酮聚合物膜 OP-13 Anjul 使用 O-(磺酰基)羟胺进行 Rh(II) 催化的未活化烯烃的直接 NH/N-Me 氮杂环丙烷化 OP-14 Hina Kabeer 探索新型 N, O-供体烯胺配体:Cu(II)/Zn(II) 复合物的合成和深入的体外药理学分析 OP-15 Noureen Ansari 用于增强光催化应用的氧化锌纳米粒子绿色合成最新进展 OP-16 Taposi Chatterjee
本文主要讨论可变形镜 (DM) 的要求定义、流程和验证。这些要求源自一组真实的太空任务应用。镜子的变形由单压电陶瓷致动器以单晶片配置执行。最终开发的 DM 能够在直径为 50 毫米的清晰光学孔径上产生行程为几十微米的泽尔尼克模式。它成功通过了全面的环境鉴定活动,包括热循环、冲击和振动测试,以及质子和 γ 射线辐射。在 100 K 至 300 K 的温度范围内进行了热测试和性能测试。此外,DM 经受住了所有振动(随机 17.8 g RMS 和正弦)和冲击(300 g)测试。因此,之前研究中发现的所有关键问题都已成功克服。
摘要:环形谐振器是硅光子学中滤波器、光延迟线或传感器的重要元件。然而,目前工厂中还没有低功耗的可重构环形谐振器。我们展示了一种使用低功耗微机电 (MEMS) 驱动独立调节往返相位和耦合的加/减环形谐振器。在波长为 1540 nm 且最大电压为 40 V 的情况下,移相器提供 0.15 nm 的谐振波长调谐,而可调耦合器可以将直通端口处的光学谐振消光比从 0 调节到 30 dB。光学谐振显示出 29 000 的被动品质因数,通过驱动可以增加到近 50 000。MEMS 环在晶圆级上单独真空密封,能够可靠且长期地保护免受环境影响。我们循环机械致动器超过 4 × 10 9
对于不依赖环境加热的驱动,LCE 已被合成/加工以响应光、电场或焦耳加热。15 对光的主动响应可能非常快 16,17 并且显然对许多应用有用 18–20 但在远程/无法访问的环境中或在环境光可能影响驱动的情况下可能被禁止。或者,可以使用电场来驱动 LCE。通过添加碳纳米管,LCE 的机电响应性得到改善;然而,相对于未填充的 LCE,刚性内含物会降低驱动应变。21,22 对于厚度大于几百微米的人造肌肉,光和电场驱动都难以扩展。焦耳加热已通过表面加热器和导电填料 23–28 实现,这对于开发使用 LCE 作为软致动器的不受束缚的软机器人很有希望。29,30
摘要:本教程回顾了作者在过去 35 年中对精密空间结构主动控制的贡献。它基于 2022 年 9 月在巴黎举行的 IAC-2022 宇航大会上的 Santini 演讲。第一部分致力于空间桁架的主动阻尼,重点是稳健性。通过使用分散的同位执行器-传感器对来实现保证的稳定性。所谓的积分力反馈 (IFF) 简单、稳健且有效,并且可以使用基于模态分析的简单公式轻松预测性能。这些预测已通过大量实验证实。桁架的阻尼策略已扩展到电缆结构,并已通过实验证实。第二部分解决了隔振问题:将敏感有效载荷与航天器引起的振动隔离开来(即姿态控制反作用轮和陀螺仪的不平衡质量)。讨论了基于 Gough-Stewart 平台的六轴隔离器;再次强调,该方法强调了稳健性。提出了两种不同的解决方案:第一种(主动隔离)使用分散控制器,该控制器具有并置的执行器和力传感器对,并具有 IFF 控制。结果表明,这种特殊的天棚实现方式与传统天棚不同,即使它连接的两个子结构是柔性的(大型空间结构的典型特征),也能保证稳定性。第二种方法(被动)讨论了松弛隔离器的电磁实现方式,其中线性阻尼器的经典阻尼器被麦克斯韦单元取代,导致渐近衰减率为 -40 dB/十倍,类似于天棚(尽管在电子方面要简单得多)。讲座的第三部分总结了最近在柔性镜控制方面所做的研究:(i)由压电陶瓷(PZT)致动器阵列控制的自适应光学(AO)平面镜和(ii)由压电聚合物致动器(PVDF-TrFE)阵列控制的球形薄壳聚合物反射镜,旨在部署在太空中。
摘要 本章介绍了基于压电致动器的微/纳米定位器及其在保护生态系统生物多样性和实现可持续制造业方面的作用。这些定位器具有微/纳米分辨率的精确度,并且改进和辅助了繁殖和体细胞核移植,在保护濒危物种免于灭绝方面发挥着越来越重要的作用。研究表明,这些技术可能是我们减缓自然退化的关键因素。此外,压电驱动微/纳米定位器是附加精度提高系统的基础,该系统可以使过时的机床重新投入使用,只需进行微小改动,性能水平高于新机器。这避免了(并可以进一步防止)能源和材料的浪费,因为过时的机器或其主要部件否则将被丢弃。此外,压电驱动微定位器在振动辅助加工中起着重要作用,可降低能耗、提高产品质量并延长机器使用寿命。
摘要 本文介绍了单晶压电镜的分流阻尼,该镜旨在用作未来太空望远镜的主动二次校正器。我们建议利用压电镜的驱动能力,在航天器的关键发射阶段增加其自然阻尼。用于主动光学系统的压电致动器在发射操作期间分流到无源电阻和电感 RL 电路上。所提出的概念已在代表欧洲航天局开发的压电变形镜原型上通过数字和实验进行了验证。我们表明,当受到典型的振动声学发射负载时,分流阻尼显著降低了镜子最关键模式的响应(- 23 dB)以及镜子中的应力。这降低了在精密发射阶段损坏镜子的风险,而不会增加设计的复杂性。
许多软机器人组件需要高度可拉伸的导电材料才能正常运行。这些导电材料通常用作传感器或热响应材料的加热器。然而,可拉伸材料很少,它们可以承受软机器人通常经历的高应变,同时保持焦耳加热所需的电气特性(例如,均匀的电导率)。在这项工作中,我们提出了一种含有液体和固体夹杂物的硅树脂复合材料,它可以在经历 200% 的线性应变时保持均匀的电导率。这种复合材料可以铸造成薄片,使其能够包裹在热响应软材料周围,这些软材料在加热时会增加体积或可拉伸性。我们展示了这种材料如何为电控形状变化的软机器人致动器以及仅由电刺激驱动的全硅树脂致动系统开辟可能性。此外,我们还表明这种可拉伸复合材料可用作其他应用中的电极材料,包括线性响应高达 200% 应变且信号噪声接近于零的应变传感器。
摘要 液晶弹性体是一种将液晶的各向异性与聚合物网络的弹性相结合的活性材料。液晶弹性体在外界刺激下表现出显著的可逆收缩和伸长能力,使其在软机器人、触觉设备、形状变形结构等多种应用方面具有广阔的应用前景。然而,液晶弹性体主要依赖加热作为驱动刺激,限制了它们的实际应用。这一缺点可以通过加入在各种刺激下能产生热量的填料来有效解决。液晶弹性体复合材料的最新进展大大扩展了液晶弹性体的应用潜力。在这篇小型评论中,我们介绍了采用液晶弹性体复合材料的软致动器的设计策略,然后详细探讨了光热和电热液晶弹性体复合材料作为突出的例子。此外,我们还展望了液晶弹性体复合材料领域的挑战和机遇。