Progettazione di un attuatore piezoelettrico per applicazioni interferometriche

The aim of the present paper is the design, the construction and the adjustment of a piezoelectric actuator with nanometric accuracy for interferometric applications. The solution adopted is a stainless steel case deformed by three PZT ceramics. By means of three actuators it was possible to compensate the spurious rotations which arise during the expansion of the single actuators. The power supply is a charge amplifier whose input voltage is provided by a D/A converter interfaced with a PC by a parallel port. In order to set the stroke with high accuracy, the maximum voltage applied to each actuator was fixed by a variable resistance.

Oggetto del presente lavoro è la progettazione, la realizzazione e la messa a punto di un dispositivo capace di applicare spostamenti con risoluzione nanometrica, particolarmente utile per applicazioni interferometriche. La soluzione adottata consiste in un elemento elastico in acciaio inossidabile realizzato con utensili per asportazione di truciolo al quale viene imposta una deformazione elastica mediante tre ceramici piezoelettrici in PZT. L’utilizzo di tre attuatori piuttosto che uno singolo è stata una scelta dettata dall’esigenza di realizzare un dispositivo capace di imporre una traslazione ad uno specchio senza che si verifichino rotazioni apprezzabili. I tre attuatori sono alimentati mediante un amplificatore di carica la cui tensione di input è fornita da un convertitore digitale/analogico interfacciato col calcolatore per mezzo di una porta parallela. La tensione massima applicabile ad ogni singolo attuatore è stata fissata mediante una resistenza variabile in modo da ottenere la stessa corsa su ogni piezoelettrico con elevata precisione.