光纤悬臂共振型扫描器的二维栅格式扫描方法

摘要

本发明涉及一种光纤悬臂共振型扫描器的二维栅格式扫描方法，包括光纤悬臂，光纤悬臂共振型扫描器和驱动信号，按如下步骤进行：1)通过数值模拟计算，得到扫描器的各阶振动模态和共振频率的仿真值；2)根据各阶振动模态和共振频率的仿真值，进行扫频实验测试并在仿真预测值附近寻找确定实际值的确切位置；3)根据应用场合，选择合适的低阶振动模态，用于在一个方向上进行帧扫描；4)根据对图像像素数目大小的要求，选择合适的高阶振动模态，用于在另一个方向上实现行扫描；5)采用两路正弦信号源，对扫描器在两个方向上同时驱动，从而进行二维栅格式扫描,本发明具有扫描速度快、轨迹均匀、动态稳定性高、所需的驱动信号容易获取等优势。

主权项

一种光纤悬臂共振型扫描器的二维栅格式扫描方法，包括光纤悬臂，包裹在光纤悬臂外并实现与光纤悬臂联动的光纤悬臂共振型扫描器，和驱动光纤悬臂共振型扫描器振动的驱动信号，所述光纤悬臂共振型扫描器是能够接收驱动信号并驱动光纤悬臂在共振频率附近进行二维振动的扫描器件，构成二维振动的两个互相垂直的方向上的振动互相独立，其特征在于，按如下步骤进行：1)通过基于Euler‑Bernoulli Beam理论计算了悬臂的各阶共振频率，得到光纤悬臂共振型扫描器的各阶振动模态和共振频率的仿真值；2)根据步骤1)计算得到的各阶振动模态和共振频率的仿真值，进行扫频实验测试并在仿真预测值附近寻找确定实际值的确切位置，寻找确定实际值的方法：为了找到扫描器共振频率，采用正弦信号对扫描器进行驱动并产生共振，将激光耦合到光纤中，用CCD记录光纤末端轨迹。保持驱动信号振幅不变，进行扫频，扫描范围最大时的驱动信号频率确定为共振频率；3)根据具体应用中，对成像帧速率的要求，来选择帧扫描也即低阶扫描所采用的阶数，用于在一个方向上进行帧扫描；4)根据具体应用中，对每帧图像的像素的行数的要求，来选择行扫描也即高阶扫描所采用的阶数，用于在另一个方向上实现行扫描；5)采用两路正弦信号源驱动信号，对扫描器在两个方向上同时驱动，使光纤悬臂产生相应振动，从而进行二维栅格式扫描。