什么是快速反射鏡？它是怎么發(fā)展的？

快速反射鏡（FSM）也叫“快反鏡”，是一種利用音圈電機驅(qū)動反射鏡面精確控制光束方向的一種光、機、點一體化精密裝置，通過與高靈敏度高響應度的傳感器相結合，構成一種具有高精度光學掃描跟蹤系統(tǒng)的集成裝置，具有極高的角度分辨率、響應速度和帶寬。

（圖源網(wǎng)絡，侵刪）

快速反射鏡的發(fā)展歷程

早在遠古時代，人類就通過以水為鏡梳理自監(jiān)，這是對反射現(xiàn)象的最初利用，隨著時間的發(fā)展，公元前 2000 多年，我國出現(xiàn)銅鏡，這是反射鏡在日常生活中的早期應用形式，期間基本沒經(jīng)歷過大的變化。

（天津博物館展古銅鏡，素材來自網(wǎng)絡）

直到12 世紀末至 14 世紀初，威尼斯通過在玻璃上鍍水銀誕生了世界上第一面玻璃鏡，之后19世紀德國科學家李比希發(fā)明鍍銀鏡子，銀鏡逐漸取代制作成本高、反射效果差的水銀鏡，反射鏡在日常生活中不斷發(fā)展和普及 。

（1900年tiffany銀鏡子，素材來自網(wǎng)絡）

光學領域應用發(fā)展階段

隨著光學的發(fā)展，普通反射鏡無法滿足精密光學儀器的需求，一系列用于科學研究的反射鏡應運而生，如法布里-珀羅干涉儀中的反射腔、各類激光器中的諧振腔以及應用于特定波段的反射鏡等 。

為了提高光學系統(tǒng)的性能，對反射鏡的精度、反射率、穩(wěn)定性等方面的要求不斷提高，推動了反射鏡制造技術和材料的改進。

快速反射鏡技術形成階段：快速反射鏡是在光學系統(tǒng)對光束控制的需求不斷增加的背景下產(chǎn)生的。其發(fā)展的關鍵在于滿足快速、精確調(diào)整光束方向的要求。

（激埃特鍍金反射鏡）

驅(qū)動技術的發(fā)展

最初可能采用簡單的機械驅(qū)動方式，但存在響應速度慢、精度低等問題。

后來，音圈電機等新型驅(qū)動裝置被應用到快速反射鏡中，音圈電機具有出力大、響應快、控制精度高的優(yōu)點，大大提高了快速反射鏡的性能，使其能夠在更短的時間內(nèi)完成精確的角度調(diào)整。

結構設計的優(yōu)化

從簡單的結構設計逐漸發(fā)展到更加復雜和精密的結構，以提高反射鏡的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

例如，采用特殊的支撐結構和材料，減小反射鏡的變形和振動，同時降低質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量，提高快速反射鏡的動態(tài)響應性能。設計多軸快速反射鏡，以實現(xiàn)對光束在多個方向上的精確控制，滿足不同應用場景的需求。

（高精度快速反射鏡，圖源網(wǎng)絡，侵刪）

應用領域拓展階段

天文觀測領域：快速反射鏡在天文望遠鏡中用于補償大氣湍流引起的光線抖動，提高望遠鏡的成像質(zhì)量，幫助天文學家更清晰地觀測天體。

自適應光學領域：成為自適應光學系統(tǒng)中的關鍵部件，實時校正光學波前誤差，改善光學系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下的性能。

激光通信領域：在自由空間光通信中，精確調(diào)整激光束的方向，保證通信鏈路的穩(wěn)定性，提高通信的效率和質(zhì)量 1。

其他領域：如在精密跟蹤、像移補償、光學成像等領域也得到廣泛應用，并且隨著技術的不斷進步，其應用范疇還在逐漸擴大，向航天器、飛機、汽車等運動平臺中滲透。

技術改進與創(chuàng)新階段

新型材料的應用：研究和應用具有更好性能的材料，如高強度、低重量、低熱膨脹系數(shù)的材料，以進一步提高快速反射鏡的性能和穩(wěn)定性。

控制算法的優(yōu)化：開發(fā)更加先進的控制算法，提高快速反射鏡對復雜環(huán)境和動態(tài)變化的適應能力，實現(xiàn)更精確的光束控制。例如，采用基于模型的控制、自適應控制、智能控制等算法，結合先進的傳感器技術，實現(xiàn)對快速反射鏡的高精度實時控制。

集成化與小型化：為了滿足更多應用場景的需求，快速反射鏡在技術改進過程中不斷朝著集成化和小型化的方向發(fā)展，使其能夠更方便地集成到各種光學系統(tǒng)和設備中，同時降低成本和功耗。