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(jī)驅(qū)動(dòng)反射鏡面精確控制光束方向的一種光、機(jī)、點(diǎn)一體化精密裝置，通過(guò)與高靈敏度高響應(yīng)度的傳感器相結(jié)合，構(gòu)成一種具有高精度光學(xué)掃描跟蹤系統(tǒng)的集成裝置，具有極高的角度分辨率、響應(yīng)速度和帶寬。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

快速反射鏡的發(fā)展歷程

早在遠(yuǎn)古時(shí)代，人類就通過(guò)以水為鏡梳理自監(jiān)，這是對(duì)反射現(xiàn)象的最初利用，隨著時(shí)間的發(fā)展，公元前 2000 多年，我國(guó)出現(xiàn)銅鏡，這是反射鏡在日常生活中的早期應(yīng)用形式，期間基本沒(méi)經(jīng)歷過(guò)大的變化。

（天津博物館展古銅鏡，素材來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

直到12 世紀(jì)末至 14 世紀(jì)初，威尼斯通過(guò)在玻璃上鍍水銀誕生了世界上第一面玻璃鏡，之后19世紀(jì)德國(guó)科學(xué)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(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

光學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展階段

隨著光學(xué)的發(fā)展，普通反射鏡無(wú)法滿足精密光學(xué)儀器的需求，一系列用于科學(xué)研究的反射鏡應(yīng)運(yùn)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(yīng)用于特定波段的反射鏡等 。

為了提高光學(xué)系統(tǒng)的性能，對(duì)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(dòng)了反射鏡制造技術(shù)和材料的改進(jìn)。

快速反射鏡技術(shù)形成階段：快速反射鏡是在光學(xué)系統(tǒng)對(duì)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(guān)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(dòng)技術(shù)的發(fā)展

最初可能采用簡(jiǎn)單的機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式，但存在響應(yīng)速度慢、精度低等問(wèn)題。

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

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

從簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸發(fā)展到更加復(fù)雜和精密的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)和材料，減小反射鏡的變形和振動(dòng)，同時(shí)降低質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高快速反射鏡的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。設(shè)計(jì)多軸快速反射鏡，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光束在多個(gè)方向上的精確控制，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

（高精度快速反射鏡，圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

應(yīng)用領(lǐng)域拓展階段

天文觀測(cè)領(lǐng)域：快速反射鏡在天文望遠(yuǎn)鏡中用于補(bǔ)償大氣湍流引起的光線抖動(dòng)，提高望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量，幫助天文學(xué)家更清晰地觀測(cè)天體。

自適應(yīng)光學(xué)領(lǐng)域：成為自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，實(shí)時(shí)校正光學(xué)波前誤差，改善光學(xué)系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下的性能。

激光通信領(lǐng)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(lǐng)域：如在精密跟蹤、像移補(bǔ)償、光學(xué)成像等領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用范疇還在逐漸擴(kuò)大，向航天器、飛機(jī)、汽車等運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中滲透。

技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新階段

新型材料的應(yīng)用：研究和應(yīng)用具有更好性能的材料，如高強(qiáng)度、低重量、低熱膨脹系數(shù)的材料，以進(jìn)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(jìn)的控制算法，提高快速反射鏡對(duì)復(fù)雜環(huán)境和動(dòng)態(tài)變化的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)更精確的光束控制。例如，采用基于模型的控制、自適應(yīng)控制、智能控制等算法，結(jié)合先進(jìn)的傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)快速反射鏡的高精度實(shí)時(shí)控制。

集成化與小型化：為了滿足更多應(yīng)用場(chǎng)景的需求，快速反射鏡在技術(shù)改進(jìn)過(guò)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(xué)系統(tǒng)和設(shè)備中，同時(shí)降低成本和功耗。