压电管扫描仪是径向极化压电材料的薄圆柱体，具有四个外部电极和一个连续的内部电极。当电压施加到一个外部电极时，管的自由端将向施加的电压弯曲。通过向所有外部电极施加相等的电压，或者向内部电极施加电压，可以实现垂直延伸。
压电管扫描仪广泛用于扫描探针显微镜，如XYZ纳米定位器，以及其他应用，如微操作和光束扫描。这些电子管可自行订购，也可选配用于连接TD250-INV放大器的接线和连接器，并带有便于组装的安装面。可根据要求定制尺寸和/或电极配置。
Specifications
| Order Code | Length (1) | Diameter (2) | Thickness (3) | Electrode Clearance (4) | Max. Voltage (5) | Scan Range (6) | Extension Range (7) | Resonance Frequency (8) | Quadrant Capacitance (9) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TB1005-N | 10.0 mm | 5.0 mm | 0.66 mm | 0.7 mm | ± 264 V | 3.8 um | 2.1 um | 25 kHz | 3 nF | ||
| TB1006-N | 10.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ± 260 V | 3.2 um | 2.1 um | 31 kHz | TBC | ||
| TB2006-N | 20.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ± 260 V | 13 um | 4.2 um | 7.7 kHz | TBC | ||
| TB3006-N | 30.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ± 260 V | 29 um | 6.3 um | 3.4 kHz | TBC | ||
| TB3507-N | 35.0 mm | 7.0 mm | 0.66 mm | 0.7 mm | ± 264 V | 39 um | 7.4 um | 3.0 kHz | 10 nF | ||
| TB4006-N | 40.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ± 260 V | 51 um | 7.4 um | 1.9 kHz | TBC | ||
| TB5006-N | 50.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ± 260 V | 80 um | 11 um | 1.2 kHz | TBC | ||
| TB5509-N | 55.0 mm | 9.0 mm | 0.6 mm | 0.7 mm | ± 250 V | 64 um | 12 um | 1.6 kHz | 17 nF | ||
| TB6006-N | 60.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ± 260 V | 114 um | 13 um | 850 Hz | 12 nF | ||
| TB10006-N | 100.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ± 260 V | 318 um | 21 um | 310 Hz | TBC |
操作原理
固定的压电管和由施加的电压产生的示例偏转形状。
用TD250放大器驱动压电管
这TD250是一款超低噪声、六通道250V放大器，针对驱动压电管扫描仪进行了优化。尽管许多配置都是可行的，但下面所示的驱动内部电极配置提供了最大的X、Y和Z行程范围[1]。这种配置也被称为“全长”配置[1]。该方法的性能与参考文献[1]中的其他配置进行了比较。
在驱动内部电极配置中，X和Y电极以标准方式用大小相等方向相反的电压驱动，如下所示。通过向内部电极施加负电压，可以获得等于垂直扫描范围一半的收缩。也就是说，垂直挠度为ΔL=Vz×−d31Lh.在哪里Vz是施加到内部电极的严格负电压。
这种方法利用了压电材料较高的正电场强度，通常是负电场强度的五倍。必须小心不要对内部电极施加正电压，因为这会导致去极化。例如，当使用同相通道时，输入被强制为负，如下所示。或者，可以使用反相通道，并强制输入为正。
由驱动的压电管的接线图TD250-INV放大器。X轴偏转由In1信号(+/-10V)控制，这导致在+X电极产生非反相的+/-250V信号，在-X电极产生反相的+/-250V信号。施加于In1的+10V信号导致向+X电极的最大偏转，而-10V信号导致向-X电极的最大偏转(如图所示)。Y轴驱动方案与X轴相同。垂直Z轴偏转由In5 (0V至-10V)控制，这会在内部电极上产生高达-250V的负电压，并且收缩等于垂直行程范围的一半。当同时驱动所有三个轴时，只能利用垂直行程范围的一半。
