CN101711341A - 干涉仪促动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体的移动。根据本发明的系统包括至少两个干涉仪促动器，所述干涉仪促动器能够被独立操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置。当激励至少两个干涉仪促动器中的至少一个时，干涉仪的至少一个可动装置以矫正诸如倾斜的情况的最低需要移动。在优选配置中，根据本发明的系统和方法包括三个能够被独立操作的干涉仪促动器。

Description

干涉仪促动器

技术领域

本发明涉及用于生成电磁信息的干涉的方法和系统，例如如通常在干涉仪中生成干涉。

背景技术

近年来，干涉分光光度计成为了分光光度法研究的首选工具。干涉现象在很久以前就为人们所知，早在1891年，迈克尔逊设计出了光学干涉仪(A.A.迈克尔逊，《哲学科学》(5)，31，256，1891)。在此后的许多仪器中，已经证明了干涉测量的方法的好处，例如在光谱分析(如远红外线、中红外线、近红外线、拉曼光谱和核磁共振)领域。这些仪器充分利用了现代科技的机械、电子和软件功能。

尖端的仪器中仍然存在一个缺点，尤其是在使用活动件作为生成干涉的装置(如光学干涉仪中的镜片)中，这个缺点就是相对于环境(如移动、冲击和震动)对此类干涉仪的机械稳定性的限制。使用的方法和系统的性质允许外部机械力(机械力的大小类似在通常在办公室、实验室或生产环境中遇到的力的大小)影响干涉生成装置的位置。尽管这种位置改变在大多数方面来说是微小的，如几nm(纳米)，但位置改变的影响通常有损仪器的性能，甚至使得仪器在这种条件下无法运行。举例来说，这种情况就是几乎不可能使测量的信号与调制度(例如干涉位置)相互联系的情况。为了使仪器在这种环境下运行，使用了一些实现方法，这些实现方法的范围从通过干涉仪或仪器本身的稳定处理对干涉仪的不同元件进行机械稳定处理到将仪器从位置完全移开并通过远程手段使来自仪器的样本和/或信号与样本接触。

一般而言，通常当在实地(例如实验室环境以外)操作干涉仪时，难以创造使得能够操作干涉仪的条件，并且很少有这样的实际布置。举例来说，在移动的交通工具(如汽车、船舶或飞机)中难以操作干涉仪。同样地，难以实现手持的操作干涉仪。在一些情况下，震动稳定措施甚至进一步加剧了这些困难，这是由于震动稳定措施增加了仪器的重量和/或尺寸。

用于生成干涉的可动装置(如迈克尔逊干涉仪的可动镜片)必须以极高的精密度和准确度移动以使传统干涉仪正常运转。通常仅1或数纳米大小的预定位置或对齐的微小偏差(例如倾斜)能够对作为结果产生的干涉产生极大影响。显然，许多机械结构缺乏不体现即使在小或中等大小的力下的这种位移(例如由于环境噪声或实验室门的关闭而观察到的)所需的稳定性。当然，设计可动装置以使其能够承受这种力是一种合乎逻辑的结果，但在实际应用中，已经证明这样做很难，这是由于结构的这种强度和硬度必须与用于移动可动装置的力相适应，以促进移动。因此，结构通常成为用于支撑其的力和用于使其移动的力的折衷方案。

已经成功地作为解决此问题的方案的设计通常不使用可动装置，例如相对于使用单个探测器来记录在时间上不稳定的干涉，通过不使用可动装置生成由空间排布的传感器阵列探测到的稳定的干涉。其他设计通过旋转而不是平移实现“移动”(例如迈克尔逊干涉仪的光程差)，提高抗线性干涉而不提高耐旋转或耐径向移动的设计难以提供简单且紧凑的系统。

为了进一步提升移动的稳定性，既为了抵消环境影响，也为了补偿机械缺陷，在干涉测量的一些实施方式中，除了主要装置或驱动装置，还包括用于移动的次要装置。次要装置的功能是促进短距离上的快速移动，并由此在主要移动装置的移动中矫正缺陷。这种次要移动装置旨在提供精调，需要所述精调来提升由主要移动装置执行的移动和/或校准。US 4,480,914和US5,883,712给出了这样的实现的两个实例。由于这种次要矫正装置旨在调整由主要装置所导致的位置，因此使用允许快速移动(例如由压电材料所引起的)的装置常常是首选特点。包括这种次要调整装置的干涉仪常见的问题是：当这种系统通常提供对慢性干扰的良好补偿时，但却不充分地补偿或根本不补偿诸如某些频率的冲击或震动的干扰。

发明内容

使用本发明的若干实施方式，意外地发现可能设计、构建并操作使用用于干涉仪的可动装置的移动的干涉仪促动器的干涉仪，干涉仪促动器例如线性促动器或弯曲元件促动器，即使是在可动装置相对干涉仪的提示物的移动很长的距离的情况下，也获得了可动装置的对齐和位置的优良性能。本发明的若干高度优选的实施方式包括用于可动装置的移动的促动器装置，许多这样的优选实施方式使用所述促动器装置用于激励和控制可动装置。

相应地，本发明的一个方面涉及用于干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体的移动的方法，包括：

-布置至少两个干涉仪促动器，其中所述至少两个干涉仪促动器能够被独立地操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置；

-激励至少两个干涉仪促动器中的至少一个，从而移动干涉仪的至少一个可动装置。

本发明的另一个方面涉及用于干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体的移动的系统，包括：

-至少两个干涉仪促动器，其中所述至少两个干涉仪促动器能够被独立地操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置；

-用于激励至少两个干涉仪促动器的装置，由此移动干涉仪的至少一个可动装置。

术语“促动器”指当被输入信号激励时执行变形或运动的机械、气动、液压或电气设备，输入信号可以电的或液式的，所述设备例如压电元件。在目前情况下，如图2A和图2B中所示，弯曲元件布置可包括若干促动器。此外，分段的弯曲元件包括两个或更多个促动器，例如如图3B中所示的。

干涉仪(例如迈克尔逊干涉仪)包含若干元件，例如镜片、分光镜或透镜。这些元件根据不同的干涉仪设计的性质相对于彼此布置，每个元件依次具有不同的性质。在下文中，术语“干涉仪主体”指壳体，不同光学元件中的至少一些通常以固定方式布置在壳体中，以确保这些元件不发生偶然的运动并提供抗机械干扰(如震动或冲击)的长处。

包括两个或更多个用于可动装置(例如在迈克尔逊干涉仪中包括镜片的可动装置)的移动的干涉仪促动器的本发明的一个高度优选特征是可能独立地控制这两个或更多个干涉仪促动器，例如通过独立的信号激励每个促动器，或可能大体上独立地控制这两个或更多个干涉仪促动器，例如两个或多个促动器接收大体上相同的主信号，此外，至少一个促动器接收控制信号，例如在激励中有不同反映的控制信号。在本发明中，独立地操作干涉仪促动器的效果优选地是以大体上预定的方式对干涉仪的可动装置的移动产生的影响，由此，对独立促动器的独立地激励对干涉仪的可动装置的移动产生影响，并依次对附着到可动装置上的任何光学装置(例如镜片或分光镜)产生影响。因此，在本发明的实施方式中，对干涉仪促动器的独立控制以如下方式影响可动装置的移动：引起预定的移动状态(例如移动期间的倾斜)，并产生或至少部分地大体上使得可动装置平移，例如沿直线或预定路径的移动。

本发明中的促动器装置的一种优选的性质是能够同时地提供相对于干涉仪主体限制或修复干涉仪的可动装置的力，使得可动装置在机械干扰(例如冲击或震动)时稳定，并且还提供移动干涉仪的可动装置的力，大体上不降低对机械干扰的阻力。

本发明的许多优选实施方式包括作为促动器装置的压电促动器。这种优选的压电装置是压电晶体或压电陶瓷，例如堆叠的压电促动器。许多其他优选压电装置包括堆叠的压电促动器和/或压电弯曲元件。

作为促动器使用的压电弯曲元件的传统设计是将一层活性压电材料涂敷在固体基质上，通过在压电材料之间施加电压引起弯曲元件的相对端移动。固体基质主要地限定了弯曲元件促动器的机械稳定性。电压影响压电材料的物理性质，导致压电材料改变高度和宽度之间的比例。因此如果压电材料层的高度增加，其沿着基质的长度缩短。如果基质减小的程度与压电材料不同，则在支撑材料的表面形成力。如果结构是弹性的(例如，能够弯曲)，则该力可导致结构的变形，并导致结构沿其表面弯曲。类似地，下述情况是可能的且一般来说是优选的：使得压电弯曲元件能够移动到其他侧，由此允许在两个方向弯曲(向后和向前)。由弯曲元件引起的这种移动在下文中被称为行程，且在单个方向上移动的长程被称为行程长度。

在目前情况下，术语弯曲元件通过指能够产生移动(例如行程)的弯曲元件单元，优选地是以两种方式(前和后)产生移动的双层弯曲元件。弯曲元件布置还包括数个独立的、并联操作的弯曲元件，弯曲元件布置中的例如移动(如行程)大体上与该布置中独立的弯曲元件中每一个的移动相等。因此，弯曲元件布置通常被考虑成像单个弯曲元件来工作，优选地具有额外的性质，例如机械稳定性(如强度和震动稳定性)或平行移动(例如倾斜)。

压电弯曲元件的若干结构在本发明的实施方式中是优选的，但为简明起见，下文主要讨论了圆形弯曲元件(如盘形弯曲元件)。这并不排除其他类型的弯曲元件，正如本发明的若干实施方式同样适于这些弯曲元件。在移动中，弯曲元件可被认为具有定点(例如固定的点)，一般认为该定点相对于干涉仪的主体固定。弯曲元件还可被认为具有动点(例如移动的点)，一般认为干涉仪的可动装置附着到该动点。本文中，术语点延伸整个连接的范畴，举例说来，可以是点、直线、分割线、圆周或圆周的一部分。大体上，该点指弯曲元件的连接。

理想弯曲元件的移动导致弯曲元件的边缘平行地移动。当考虑弯曲元件的一般形式时，平行的移动由初始彼此平行的两个边缘的切线示出，举例来说，考虑圆形弯曲元件时，这些边缘在圆盘的相对的径向位置。在理想条件下，这些切线在弯曲元件移动时保持平行，移动仅导致弯曲元件相对于彼此移动而保持初始的方向。如果弯曲元件在不理想的方式下运行，则切线可相对于彼此改变方向，举例来说，如果矩形弯曲元件的一个弯曲侧的弯曲与别一弯曲侧或弯曲发生时的固定边缘不同，由于两个弯曲侧弯曲的不同，弯曲元件会扭曲。通常，期望背离这种理想弯曲的程度随着弯曲的增加而增加。

弯曲元件在本发明的若干实施方式中是优选地，而其他等同优选实施方式包括作为干涉仪促动器的线性促动器。通常，线性促动器在移动方向上具有比弯曲元件促动器更高的机械强度，弯曲元件的机械强度通常在垂直于移动方向的方向上是最高的。

本发明实施方式的一种经常优选地性质是可动装置在移动中的震动稳定性，通过干涉仪促动器的机械强度获得这种震动稳定性。可动装置的这种震动稳定性可以以可动装置相对于干涉仪主体的最低谐波频率的频率值来表示。通常，最低谐波频率最好为100Hz或更高，例如200Hz或更高，优选地500Hz或更高，例如1000Hz。还有若干实施方式的可动装置的相对于干涉仪主体的最低谐波频率大于1kHz，例如2kHz或更高，例如5kHz或更高，优选地10kHz或更高，例如20kHz或更高。

在本发明的若干实施方式中，弯曲元件的移动最好由单个压电弯曲元件实现。在一些这类的实现方式中，最好使用盘形弯曲元件。尤其是当移动的平行性质相对于可动装置的最大位移是良好(定义好较少地偏离可动装置的平行移动，例如光学元件的倾斜)的时候，举例来说，当良好的程度被表示为以mrad(毫弧度)为单位的倾斜时。良好的平行性质优选的为0.2mrad或更小，例如0.1、0.05或0.01mrad或更小。然而，在其他等同优选实施方式中，相对于平行移动的偏离大于0.2mrad，例如0.4mrad或0.8mrad，甚至大于1.0mrad。

在许多实施方式中，对平行性质的需求依赖于被测定的光的波长和/或用于从测定的干涉图中提取信息的方法。通常，光的波长和平行移动的良好程度是正相关的。

在其他实施方式中，最好使用两个或更多个压电弯曲元件以确保良好的平行性质。在本发明使用两个或更多个独立的弯曲元件的实施方式中，这些弯曲元件的布置最好大体上消除弯曲元件的固有角倾斜。

在本发明使用两个弯曲元件的若干实施方式中，以下述方式固定弯曲元件：定点和动点大体上对齐，例如成一直线。在一些优选实施方式中，两个弯曲元件的动点位于两个动点的中心附近，而在其他实施方式中，动点彼此靠近且动点位于弯曲元件布置的末端。然而，在其他实施方式中，弯曲元件布置在同一方向上，其中，一个弯曲元件的定点位于弯曲元件布置的末端，而另一个弯曲元件的动点位于弯曲元件布置的末端(为进一步阐述，参见实例1和图1)。这些不同的布置总体上代表了两个动点之间的距离不同的布置，当考虑沿着弯曲元件布置的直线的倾斜(由两个弯曲元件的行程长度不同导致)的程度时，这种布置是有益的。在本发明其他使用两个弯曲元件的实施方式中，以下述方式布置弯曲元件：定点和动点大体上不对齐。这种情况在四个点形成方形或矩形的具体实施方式中示出，优选地两个定点在方形或矩形的对角线上。

在本发明使用三个弯曲元件的实施方式中，最好以下述方式布置弯曲元件的动点：全部三个动点大体上不成一直线。在这种实施方式中，可动装置最好以在它们之间形成角度的方式布置，优选地成使侧边的长度相等的角度，从而使得最短边与最长边的比例在1∶1到1∶10之间之间。具有大体上相等的边的三角布置的一个优选性质是由弯曲元件之间的行程长度不同导致的倾斜减小。对于三个干涉仪促动器(例如弯曲元件)布置的讨论，请参考实例2和图2。

用于干涉仪的可动装置的移动的压电弯曲元件布置最好具有对称或旋转对称的形式，例如盘形或三角形或普通的多边形，这是由于这些形状对移动的性质产生大体上正面的影响(如平行移动)。一般而言，当考虑两个或更多个弯曲元件的布置时，通常在本发明的优选实施方式中包括在同一基质材料上形成分段的弯曲元件的弯曲元件布置，分段的弯曲元件表示每个弯曲元件是独立的弯曲元。优选地以生产压电弯曲元件的传统方式生产这种分段的弯曲元件。这种分段的压电弯曲元件的一种经常的优选性质是其在若干方向上对冲击和/或震动的固有机械稳定性，通常以这种方式实现：抵抗除了行程的方向的各方向的力的机械稳定性大体上相对于弯曲元件在行程方向上的固有机械稳定性。

出于增加弯曲元件布置的总行程的目的，本发明的若干优选实施方式使用两个或更多个串联的弯曲元件或弯曲元件布置用于干涉仪的可动装置的移动。这样串联两个或更多个弯曲元件中的每一个可以包括一组布置的独立的弯曲元件，优选地弯曲元件布置大体上提升了移动的平行性质和/或增加了布置的机械稳定性。许多这样的实施方式包括至少一个分段的弯曲元件。串联的弯曲元件或弯曲元件布置不需要在形式或功能上相同。优选的弯曲元件组件或弯曲元件布置的行程长度大体上与独立弯曲元件或弯曲元件布置的行程长度总和相等。

出于增加可动装置的机械强度(例如对环境中的震动的阻力)的目的，本发明的一些优选实施方式使用两个或更多个并联的弯曲元件或弯曲元件布置用于干涉仪的可动装置的移动。这样并联的两个或更多个弯曲元件中的每一个可以包括一组布置的独立的弯曲元件，优选地弯曲元件布置大体上提升了移动的平行性质和/或增加了布置的机械稳定性。许多这样的实施方式包括至少一个分段的弯曲元件。优选地至少两个弯曲元件以降低对外力(例如导致可动装置倾斜或旋转的力)敏感性的方式附着到可动装置上。更优选地，至少两个弯曲元件以降低与可动装置的平行移动的偏离程度(例如在弯曲元件的行程方向上大体上分离的点上的连接)的方式附着到可动装置上。

尽管线性促动器通常显示了对移动期间的倾斜的良好稳定性，但本发明的包括作为干涉仪促动器的线性促动器的若干优选实施方式作用两个或更多个布置中独立的线性促动器，其中，两个或多个这样的促动器用于可动装置的移动，优选地使用两个或更多个线性促动器的效果是使得可动装置抗倾斜的稳定性提升。优选的通过独立地操作至少两个促动器使得稳定性提升。

在本发明的情况下，可动装置指干涉仪的一个或多个部分，所述部分布置在干涉仪壳体内，从而使得所述部分可以相对于干涉仪壳体移动，所述可动装置的移动引起对通过干涉仪的光的调制。

在本发明的若干优选实施方式中，干涉仪的可动装置是镜片，镜片优选地在垂直于镜片的镜面的方向上移动，例如大体上在入射光的方向上移动。在本发明的其他等同优选方法中，干涉仪的可动装置是分光镜，例如允许入射光的相当一部分通过的部分反射镜，优选地通过的光和反射的光的比例大约是1/1。

在若干实施方式中，干涉仪仅包括一个可动装置，但在其他等同优选实施方式中，干涉仪包括多于一个的可动装置，在这种情况下，两个可动装置可以是相同的类型，例如都是镜片，或者可以是不同的类型，例如一个是镜片一个是分光镜。

用于使用两个或更多个弯曲元件用于可动装置的移动的本发明的一种优选实施方式包括为至少两个弯曲元施加不同的电动势(电动势指电压，通常随时间变化，由此引起移动)。施加不同的电动势的优选的目的是提升干涉仪的可动装置的移动的性能，通常是关于移动的平行性质的性能。当两个或多个弯曲元件对于激励(如电动势)有不同的响应时，这种方法是有用的。通过对两个或多个弯曲元件施加独立的电动势，可以控制弯曲元件的不同性质(例如对激励的响应)，优选地以得到弯曲元件的平行移动的方式定义独立的电动势的性质。本发明的另一种等同优选实施方式包括对至少两个独立的压电弯曲元件施加电动势，优选地以下述方式布置所述压电弯曲元件：弯曲元件的边缘或弯曲元件的固定边缘和/或移动边缘的切线大体上不平行。施加到两个或更多个压电弯曲元件上的所述电动势是相同的，优选的施加到两个或更多个压电弯曲元件中的至少一个上的所述电动势与另一个弯曲元件上的电动势不同，优选地电动势的不同导致所有移动边缘或移动边缘的切线的移动相等或大体上相等。举例来说，电动势的这种应用的通常优选的效果是：如果在给定条件下，弯曲元件的一边比另一边移动得更快，导致可动装置倾斜，从而在这些条件下，将更小的力施加到这一边，由此导致所有的边以大体上相等的速率移动并因此而平行地移动。

使用压电弯曲元件用于在干涉仪(例如迈克尔逊干涉仪)中产生干涉提供了若干好处。一个好处是能够将两块镜片附着到压电弯曲元件。首先，镜片可以被附着到移动系统相同的侧，但其次，可能将镜片布置在移动系统的两侧。压电弯曲元件的一种使得这种方法简单的性质是系统沿着移动轴相对较小的厚度。这些镜片将以相同的方式移动，相对于移动和倾斜。这种系统可以既使用平面镜又使用诸如立方角镜的镜片，在两边可以使用同一类型的镜片或者使用不同类型的镜片。当在两边使用镜片时，利用移动系统的相同的线性移动(例如行程长度)可能产生更大的光程差。这种特征的一种实现方法是干涉仪的两臂都反射来自相同移动装置的光，但镜片在相对的边。与通常的实现方法中仅在一臂(例如迈克尔逊干涉仪的一臂)上反射光相比，这通常会产生两倍的OPD。

两块镜片的特征的一种用途是通过使用镜片中的的一块用于位置确定(通常是诸如激光的单色光、激光二极管或LED的位置确定)来执行位置确定或控制，而以传统方式使用另一块镜片。这种布置的一种好处是干涉仪的光学系统(考虑到被调制的光)不一定要增加用于位置系统的装置。

另一种在同一移动系统中使用两个镜片的实现方法是：可能单个移动系统实现双光束分光光度计。这通常通过将来自光源的光导向两个虚拟的相同的干涉仪实现，这两个虚拟的相同的干涉仪共享相同的移动装置，其中，一个干涉仪中的光会与待检测的样本相互作用，而另一干涉仪的中的光会作为背景条件。这个特征在光谱学中被广泛使用，除了尖端的傅里叶变换光谱仪，该特征允许同时测定样本和样本背景，这通常提高了光谱仪的稳定性和灵敏度。

此外，在同一移动系统中使用两块镜片使得可能同时执行不同光谱的分析。举例来说，可能同时测定不同的光谱范围，例如中红外和近红外。这大大扩展了仪器的分析能力，而大体上不增加对移动系统的需求。

已经发现可通过本发明的若干优选实施方式构建干涉仪，该干涉仪由一个或多个压电促动器(例如压电弯曲元件)促进了光程差(OPD)的大小，例如在迈克尔逊干涉仪或法布里珀罗干涉仪中，光程差约为100μm或更大，例如200μm或更大，或者甚至400μm或更大，例如800μm或更大，而保持对线性和旋转的主要频率在低于100Hz到高于1000Hz之间的力的机械稳定性，本发明的一些实施方式保持对线性和旋转的主要频率高于1000Hz(例如2000Hz或更高，甚至10000Hz或更高)的力的机械稳定性。对于这些主要频率范围，一些优选实施方式显示出了对加速度水平大于0.1g(如0.2g或更高，例如0.3g或更高，甚至一些实施方式能够抵抗0.5g或更高的加速度)的良好甚至是优秀的阻力。在这些条件下，干涉仪的可动装置允许其维持相对于干涉仪的提示物的稳定位置在100nm范围内，例如在50nm范围内，甚至在更小的范围内，如20nm、10nm或者甚至5nm，其中稳定位置既是固定位置(如可动装置静止的位置)又是动态位置精度(例如在可动装置的计划移动中的位置)。类似地，干涉仪的可动装置能够维持相对于干涉仪的提示物的对齐，从而使得偏转角小于1毫弧度(mrad)，例如0.5mrad或更小，例如0.2mrad或更小，甚至小于0.1mrad，例如0.05mrad、0.02mrad，或小于0.01mrad。

在本发明的许多优选实施方式中，使用电信号(如电压或电流)来操作(如驱动)干涉仪促动器。在许多这样的实施方式中，最好使用数字/模拟转换器(DAC)产生这样的电信号，优选地DAC的具有大体上高的分辨率，例如16位，优选地甚至大于16位，例如20位或甚至24位。根据当前应用确定这种优选的分辨率。

本发明的若干实施方式的一种优选性质是多次或长期产生相同移动的能力。这种性质的效果是可能确定移动的方式，其中独立地控制两个或更多个干涉仪促动器，这种方式的结果是提升了干涉仪的可动装置的平行移动效果(例如减小了倾斜)。因此，可能预定移动的方式，并随后不加修改地或大体不加修改地重复这种方式，而大体上不影响移动性质。这种性质大体上降低了对用于确定移动性质(例如倾斜或者甚至是位置)的实时装置的需求，甚至仅在初始确定这种移动方式的情况下才需要这种装置。

在用于样本的化学和/或物理性质的定量和/或定性分析的设备的实现中，本发明的实施方式通常是优选的，这种设备有助于诸如光谱分析的方法，例如确定光谱性质，识别化学成分，确定样本中的化学成分的量，确定样本的物理性质。在实施低分辨率光谱方法(例如可得到的光谱分辨率小于或大大地小于光谱特征的一般分辨率)中，本发明的若干实施方式是优选的。本发明的实施方式在实施干涉光谱仪(如迈克尔逊干涉仪和法布里珀罗干涉仪)时是优选的。本发明的若干实施方式的机械性质使得可能构建能够抵抗强烈的机械影响的干涉仪，机械影响例如震动和冲击。因此，优选实施方式被包括拟用于应用的干涉仪中，例如手持式干涉仪，或者被包括在拟用于在交通工具中使用的干涉仪，交通工具例如汽车、船舶、飞机和直升机。

附图说明

图1示出了两个干涉仪促动器的布置；

图2示出了三个干涉仪促动器的布置；

图3示出了压电盘弯曲元件和分段的压电弯曲元件；

图4示出了串联布置以产生联合移动的压电弯曲元件；

图5示出了并联布置以产生稳定平移的压电弯曲元件；

图6示出了为倾斜控制的目的而控制单个干涉仪促动器的效果

图7示出了基于双镜片的迈克尔逊干涉仪；

图8示出了基于移动分光镜的迈克尔逊干涉仪。

具体实施方式

本发明涉及用于干涉仪的可动装置相对于干涉仪主体的移动的方法和系统。能够被大体上独立地操作的至少两个干涉仪促动器按如下方式布置：使得当被激发时，促动器能够移动可动装置。通过施加导致干涉仪促动器弯曲的电场激发所述干涉仪促动器，所述弯曲导致所述可动装置相对于所述干涉仪主体移动。

在本发明的若干优选实施方式中，干涉仪促动器的数目是两个。如果弯曲导致该点相对于干涉仪的定点形成倾斜角和/或当需要干涉仪具有高强度时，为了稳定促动器的动点的倾斜，通常首选两个干涉仪促动器。更优选地，能够被大体上独立地操作的至少两个干涉仪促动器是压电促动器，更优选地是压电弯曲元件，更优选地是双层弯曲元件。在本发明的其他等同优选实施方式中，一个或多个这样的压电促动器是线性促动器。

此外，在本发明的其他等同优选实施方式中，干涉仪促动器的数目是三个。使用三个促动器用于干涉仪的可动装置的移动在下述情形中是首选的：期望干涉仪的可动装置轻度倾斜和/或干涉仪具有高强度。优选地，一个或多个这样的干涉仪促动器是压电促动器，更优选地是压电弯曲元件。在本发明的其他等同优选实施方式中，一个或多个这样的压电促动器是线性促动器。

当使用两个或多个干涉仪促动器以产生移动时，以大体上相同的方式操作干涉仪促动器通常是首选的方式，大体上相同的方式包括在相同方向上的同时移动，并且如果促动器的行程导致公共点的移动，则促动器的移动(例如行程长度)的长度应该大体上相同。在其中若干实施方式中的，两个或多个干涉仪促动器优选地在结构和设计上相同，例如当这导致每个促动器更一致的移动。此外，在其中若干实施方式中，优选地是在干涉仪促动器是导致在大体上不与促动器最长的一维平行的方向上的移动的弯曲元件(例如压电弯曲元件)的实施方式中，首选地按如下方式布置弯曲元件：弯曲元件与任意其他促动器成一角度，更优选地相邻干涉仪促动器之间的角度大体上相同，这是由于这种布置通常使干涉仪的可动装置的移动产生更平行的联合移动，这些角度指促动器最长的维之间的角度。

在若干使用两个或更多个干涉仪促动器的实施方式中，为控制移动(如倾斜)的目的而单独控制的干涉仪促动器最好大体上促进可动装置的平移，优选地至少25％或更多，例如50％或更多。甚至在许多优选实施方式中，完全利用单独控制的干涉仪促动器实现可动装置的平移。在其他实施方式中，这种干涉仪促动器最好至多促进平移的30％，例如15％或更少，优选地10％或更少。然而，本发明的一些优选实施方式中包括为控制移动(如倾斜)的目的而单独控制的干涉仪促动器，但所述干涉仪促动器大体上不促进干涉仪的可动装置的平移。很多优选实施方式还包括一个或多个干涉仪促动器，这些干涉仪促动器只促进可动装置的平移，优选地大体上仅为控制干涉仪可动装置的平移(例如位置)的目的来控制这些促动器。优选地，一个或多个这样的干涉仪促动器是压电促动器，更优选地是压电弯曲元件。在本发明的其他等同优选实施方式中，一个或多个这样的压电促动器是线性促动器。

在本发明的许多优选实施方式中，使用压电弯曲元件作为干涉仪促动器，压电弯曲元件包括位于同一弯曲元件支撑件(如分段的弯曲元件)上的两个或更多个压电弯曲元件。优选地，这种分段的弯曲元件的弯曲元件能够被大体上独立地激活，例如通过大体上独立地控制加到每个弯曲元件段的驱动电压。通常，弯曲元件段的这种独立控制是为了控制干涉仪的弯曲元件或可动装置的倾斜。在许多实施方式中，支撑件最好是圆形的，这是由于这种结构通常能够便于更简单的组装而且还有助于提高弯曲元件的机械强度。为了实现对倾斜的良好控制，在许多实施方式中，在这种弯曲元件上最好包括三个压电段。通常，弯曲元最好以下述方式对齐：从弯曲元件的定点到动点的方向是平行的，尤其是当弯曲元是对称的或轴向对称对齐(方向在径向对齐)的时候。此外，这种分段弯曲元件最好以下述方式生产：为了简化弯曲元件的要求，例如将压电弯曲元件施加到支撑件的两边上，优选地当考虑尺寸、形状和位置时，两边大体上具有相同的配置。此外，弯曲元件支撑件通常最好大体上是沿着从定点到动点方向的固体，从而允许提升机械稳定性，同时弯曲元件支撑件通常最好也是分段的，优选地弯曲元件的定点和/或弯曲元件的动点是牢固的连接。例如当考虑圆盘弯曲元件时，这种分段的支撑材料通常是沿其外缘或内缘的固体，由此允许抵抗垂直于弯曲元件的半径的力的机械稳定性，而支撑件沿着弯曲元的边界是分段的(呈放射状)。

分段的弯曲元件支撑件的段可以由弯曲元的平等边界或径向边界限定。

根据本发明的压电弯曲元件或者弯曲元件布置产生大体上与每个弯曲元件或弯曲元的行程长度相等的行程长度，这是由于通常串联地操作它们，在当前情况下，术语“串联”不指物理定向，而指每个促动器的有效平移，从而促动器的平移方向大体上相反。本发明许多优选实施方式还包括两个或更多个干涉仪促动器(例如弯曲元件或者弯曲元件布置)的布置，其中，有效行程长度大体上是至少两个干涉仪促动器(例如弯曲元件或者弯曲元件布置)的行程长度的总和。优选地，这种行程长度的增加导致干涉仪的可动装置的移动增加。优选地，串联的两个或更多个干涉仪促动器的行程长度大于50μm，例如100μm，更优选地，大于100μm，例如大于200μm、大于400μm、大于1000μm、大于2000μm。甚至本发明的优选实施方式包括能够产生大于3000μm(例如5000μm或更长，优选的10000μm或更长，例如20000μm或更长)的行程长度总和的串联干涉仪促动器(例如串联的压电弯曲元件或弯曲元件布置)。

本发明的若干优选实施方式中使用并联的两个或更多个干涉仪促动器(例如压电弯曲元件或弯曲元件布置)用于干涉仪的可动装置的移动，并了了增加可动装置的机械稳定性(例如对来自环境的震动的阻力)的目的，在这种情况下，术语“并联”不指物理布置或定位，指的是促动器的平移，例如在长度和方向上大体上的平移。并联的两个或更多个弯曲元件中的每一个能够由布置的一组独立弯曲元件组成，优选地，弯曲元件布置大体上提升了移动的平行性并且/或者增加了布置的机械稳定性。许多实施方式包括至少一个分段的弯曲元件。优选地，至少两个弯曲元件以减少对外力(例如导致可动装置的倾斜或旋转的力)敏感性的方式的附加到可动装置。此外，优选地，至少两个弯曲元件以减少偏离可动装置的平行移动的方式附加到可动装置，例如在大体上在弯曲元件的行程的方向上间隔的点上附加。

在一种实施方式中，本发明包括并联布置的至少两个弯曲元件，其中，这些弯曲元件中的至少一个包括至少一个分段的弯曲元件，优选地包括至少一个分段的圆盘弯曲元件。

在本发明的另一种实施方式中，激励在不同的时间加到至少两个干涉仪促动器上。优选地，这种不同的激励的结果是显著提升了可动装置的平行移动。可通过监测干涉信号确定激励在时间上的不同。可选地，激励在时间上的不同是预定的属性或者是通过分析至少一个在先测量的干涉图确定的。

在又一种实施方式中，本发明包括生产分段的弯曲元件的特点。

在本发明的许多优选实施方式中，干涉仪的可动装置是镜片。这种镜片通常是平面的，但在若干等同优选实施方式中，包括其他类型的镜片，例如直角反射镜。许多优选实施方式还包括作为移动装置的分光镜。分光镜的移动能够增大得到的光程差(OPD)，这是由于分光镜的移动同时影响两臂的光程长度。此外，在布置上，如法布里珀罗(Fabry Perot)干涉仪中，可动装置是半透镜，这导致干涉依赖于半透镜的相对位置。

本发明的实施方式有助于干涉仪的可动装置以不同的速率或周期时间移动，这种移动通过干涉仪促动器实现。若干实施方式有助于多于一个周期的扫描速度，例如每秒2个周期或更多个周期，优选地是每秒5个周期或更多个周期，更优选地是每秒15个周期或更多个周期，更优选地是每秒50个周期或更多个周期，更优选地是每秒200个周期或更多个周期，更优选地是每秒1000个周期或更多个周期。本发明的类似实施方式有助于干涉仪的可动装置以每秒0.1mm或更快的速率移动，例如0.5mm/s或更快，优选地1.0mm/s或更快，更优选地2mm/s或更快，更优选地5mm/s或更快，更优选地10mm/s或更快，更优选地50mm/s或更快，更优选地100mm/s或更快，例如200mm/s或更快。许多优选实施方式有助于可动装置以大体上恒定的速度移动，恒定速率的特点在于在90％或更多的移动中速率差异不超过1％，优选地速率差异不超过0.2％。其他等同优选实施方式有助于可动装置以大体上可变的速率移动，可变的速率的特点在于速率相差10％或更多，例如速率相差20％或更多，优选地速率相差40％或更多，更优选地速率相差100％或更多，更优选地速率相差200％，其中从大体上最低的速率到大体上最高的速率来确定速率上的差异。

在本发明的一种实施方式中，可动装置相对于干涉仪主体的速率是恒定的。

在优选实施方式中，可动装置相对于干涉仪主体的移动是10μm或更长，优选地是50μm或更长，更优选的是100μm或更长，更优选地是200μm或更长，例如400μm或更长，甚至更优选地600μm或更长。

在一种优选实施方式中，可动装置相对于干涉仪的主体的移动的速率是每秒1次或多次移动，优选地是每秒2次或更多次，更优选地是每秒5次或更多次，更优选地是每秒15次或更多次，更优选地是每秒50次或更多次，更优选地是每秒200次或更多次，更优选地是每秒1000次或更多次。

本发明的许多实施方式的一个优选属性是干涉仪促动器相对于干涉仪主体移动的十分高的谐波频率。谐波频率在某种程度上是促动器的最大周期率的度量，还定义了影响机械稳定性(例如抗震动)的最低频率。若干优选实施方式的促动器的谐波频率为100Hz或更高，例如200Hz或更高，优选地400Hz或更高，更优选地1000Hz或更高，更优选地2000Hz或更高，更优选地4000Hz或更高。

本发明的若干优选实施方式确保干涉仪的可动装置以平行的方式移动，优选地在一定程度上满足平行移动的要求。通常在对平行移动需求高于正常操作地弯曲元件的固有平行状态的实施方式中，或者在能够预料到长期性能与初始性能相背离的实施方式中，其他等同优选实施方式通过主动地控制两个或更多个独立的弯曲元件或弯曲元确保平行移动。通过确定用于每个弯曲元件或弯曲元的独立控制信号对两个或更多个(优选地为3个)独立弯曲元件或弯曲元的进行主动控制，控制信号大体上导致干涉仪促动器进行大体上平行的移动。这些独立控制信号的确定可基于通过促动器的先前激励收集的信息或基于激励促动器期间所收集的信息。在一些优选实施方式中，确定是基于先前收集的信息和当前收集的信息。在通过改变电压实现促动器的激励的实施方式中，独立控制信号被应用为施加到两个或更多个独立弯曲元件或弯曲元上的不同电压。通常，对于在移动中倾斜可动装置的需要被表示为最大平行移动的最大偏差的毫弧度，这种弧度小于4毫弧度，优选地小于2毫弧度，更优选地小于1毫弧度，更优选地小于0.5毫弧度，更优选地小于0.1毫弧度。

通常，弯曲元件的物理尺寸在行程方向上比较小，例如与大体上垂直于行程方向的方向相比。本发明的若干实施方式包括弯曲元件、弯曲元件布置或串联的弯曲元件，其中，可动装置附加到促动器的两侧，即双可动装置，优选地，其中的可动装置同时平行移动。这些可动装置优选是镜片。

在本发明的若干包括双可动装置(如镜片)的优选实施方式中，一个可动装置用在光的调制中，所述光的调制的目的是确定干涉仪的位置或移动。这种光通常大体上是单色光，当调制时，单色光大体上提供简单的干涉，这种干涉用于确定可动装置的位置。使用用于此种目的的双可动装置的一边通常允许大幅简化光学系统，即简化调制采样的光的部分，也简化调制用于确定位置的光的部分。

在其他等同优选实施方式中，双可动装置与采样的光相互作用。通常，这些实施方式包括增加的OPD，例如通过同时但以相反的方式影响迈克尔逊干涉仪两臂的光路长度。

本发明的又一些其他实施方式使用双可动装置作为两个分离的干涉仪的一部分。这些实施方式包括设置成测量来自同一光源的光的干涉仪，要么是通过测量定义的片断以连续的方式进行，要么以将光轮流导向每个干涉仪的方式进行。这种系统的优点是能够大体上同时的测量样本和盲样。正如光谱领域内所证实的，这能够提供若干优点。这种实施方式中的又一些其他实施方式包括设置成测量光学特性不同的光的干涉仪，光学特性例如波长、方向(如偏振化)或相位。通常来自两个干涉仪的光大体上都与同一个样本(或优选地，类似的样本)相互作用，这是由于这允许同时确定样本更广泛的光学特性。

尽管干涉仪促动器的尺寸不总是决定性的，但在本发明的若干实施方式，干涉仪的尺寸最好比较小，而其他实施方式需要高度的机械稳定性。例如当考虑压电弯曲元件或盘形弯曲元件时，干涉仪促动器在与可动装置的运行方向平行的方向上的尺寸(即厚度)是有用的，其中，小的厚度能够提供长的行程长度。因此，若干优选实施方式包括厚度为4mm或更小的促动器，厚度优选地为2mm或更小，更优选地为1.5mm或更小，更优选地为1mm或更小。换句话说，干涉仪促动器在大体上与行程长度平行的方向上的忙不过来是4mm或更小，优选地是2mm或更小，更优选地是1.5mm或更小，更优选地是1mm或更小。在其他等同优选实施方式中，例如当厚度使得压电弯曲元件或盘形弯曲元件的机械稳定性更高时，使干涉仪促动器的厚度相当大是有用的。在这些实施方式中，厚度为1mm或更大，优选的为2mm或更大，更优选地为3mm或更大，更优选地为4mm或更大。

在若干实施方式中，干涉仪促动器的厚度最好在0.5mm-4mm的范围之间，优选地在0.5mm-3mm的范围之间，更优选地0.75mm-2mm的范围之间，更优选地0.75mm-1.5mm的范围之间。

类似地，例如当促动器在与行程的方向垂直的方向(例如可动装置移动的首要方向)上的尺寸大体上定义促动器的行程长度(例如压电弯曲元件的长度或压电盘形弯曲元件的直径)时，该尺寸是有用的。因此本发明的若干方法优选地使用某些尺寸的干涉仪促动器，例如30mm或更大，例如40mm、60mm、80mm或甚至大于100mm。

在本发明的其他优选实施方式中，例如当干涉仪的尺寸有用时或者当提升了干涉仪促动器的机械稳定性时，最好使得干涉仪促动器的最长维(例如长度，通常方向垂直于可动装置的移动方向)中等小。在这种实施方式中，干涉仪促动器的长度最好为100mm或更小，优选地为80mm或更小，更优选地为60mm或更小，更优选地为40mm或更小，更优选地为30mm或更小。在某些实施方式中，例如当干涉仪的尺寸较小时，最好使得干涉仪促动器的长度小于30mm，例如20mm或更小，甚至10mm或更小。

根据任一前述权利要求所述的方法，其中，干涉仪促动器在与反射的光大体上垂直的方向上的尺寸在100mm到20mm之间，优选地在80mm到30mm之间，更优选地在60mm到40mm之间。

在许多优选实施方式中，与可动装置的移动相比，厚度优选地为可动装置的线性平移的1％或更多，更优选为大于可动装置的线性平移的2％，更优选地为大于可动装置的线性平移的5％。

大体上，当考虑压电弯曲元件时，长度和厚度的组合确定干涉仪的可动装置的机械稳定性和行程长度。因此，出于得到通常能够根据本发明而变化的优选组合，上述实施方式的若干结合是优选的。

类似地，在本发明的若干优选实施方式中，干涉仪促动器的重量是有用的。通常，轻的重量对于压电弯曲元件或弯曲元件布置的需求较少，并允许提升操作性能，通常允许提升扫描速度和移动的稳定性。因此，在这些优选实施方式中，干涉仪促动器(却压电弯曲元件或弯曲元件布置)的重量小于40克，优选地小于20克，更优选地小于10克，更优选地小于5克。

根据本发明的干涉仪促动器的一个优选属性是可动装置移动的稳定性，例如位置稳定性在倾斜的稳定性。以被分析的光的波长为单位来测量位置稳定性，并且本发明的许多优选实施方式使得可动装置的稳定性可能比被分析的光的波长的10％好或更好，例如比波长的5％好或更好，优选地比波长的2％或更好，例如比波长的1％好。还有一些其他实施方式提供更好的位置稳定性，优选地比1％好，例如0.5％或更好，优选地0.1％或更好。倾斜稳定性是可动装置在可动装置移动期间的倾斜，举例说来，该属性对于迈克尔逊干涉仪中的调制效果有影响。以被分析的光的波长的一小部分或以穿过干涉仪的光束的宽度来测量倾斜稳定性，并且本发明的若干优选实施方式实现了在整个光束宽度上稳定性为1倍波长或更好，例如1/2倍波长或更好，例如1/4倍波长或更好，例如1/8倍波长或更好。本发明的许多优选实施方式包括基于对过去获得的信息的分析确定移动方式的方法，这些方法用于将来的移动方式中。本发明的许多优选实施方式的特点在于能够保持这种运行稳定性而不需要任何实时信息，实时信息拟作为反馈，移动的预定方式随着反馈变化，尽管若干实施方式使用这种实时反馈，优选地出于提升和/或监测移动稳定性的目的。在许多优选实施方式中，在使用干涉仪的2次或更多次(例如4次或更多次分析，例如16次或更多次分析，例如128次或更多次分析，例如512次分析)分析中保持这种移动稳定性。

干涉仪促动器的优选行程长度由当前的应用确定，例如考虑之中的光的波长、化学属性和/或物理属性和分光镜法。在本发明的一些实施方式中，干涉仪促动器的行程长度在0.5mm到5mm之间，该范围通常优选地用于高频率的光的方法中，所述高频率例如基于高分辨率光谱的5000cm^-1到10000cm^-1，或者高频率例如基于中分辨率光谱的1000cm^-1到10000cm^-1，或者高频率例如基于低分辨率光谱的低于1000cm^-1的频率。在其他实施方式中，行程长度优选地在0.mm到1mm之间，该范围通常优选地用于包括基于中分辨率光谱频率为2000cm^-1到100000cm^-1或基于低分辨率光谱频率小于5000cm^-1的光的方法中。在另一些其他实施方式中，行程长度优选地在50μm到500μm，该范围通常优选地用于包括基于中分辨率光谱频率为3000cm^-1到100000cm^-1或基于低分辨率光谱频率小于4000cm^-1的光的方法中。在百分比情况下，光谱分辨率的类型是涉及典型光谱特征(如在液体样本中观察到的，其他样本或光谱特性会造成不同的分类)的分辨率的一般用语。

本发明的不同实施方式优选地用于实施各种光谱分析，典型地用于传输光谱、发射光谱或吸收光谱的分析。优选的光谱方法的实例(本发明的实施方式可应用于该实例)是液体、固体和气体样本的远红外、中红外、近红外、可见的和紫外测量，例如传输、反射率、发射度、衰减全反射率、漫反射系数、光声、荧光、磷光、化学发光、拉曼。

本发明的若干优选实施方式的性质是可以通过将移动的预定模式应用到至少两个独立的干涉仪促动器来控制可动装置的位置和/或倾斜。优选地，可动装置的位置和/或倾斜(在预定的促动下)在促动器的第一行程和促动器的第二行程之间的变化小于预定的相对量，这个相对量小于1％，例如0.％或更小，优选地0.01％或更小，更优选地0.001％或更小。当考虑位置时，位置上的这种变化优选地小于100nm，例如50nm或更小，优选地20nm或更小，更优选地10nm或更小。当考虑倾斜时，倾斜的这种变化优选地小于100微弧度，例如50微弧度或更小，优选地20微弧度或更小，更优选地10微弧度或更小，更优选地5微弧度或更小，更优选地1微弧度或更小。促动器在第一和第二行程之间消耗的时间约为一倍行程时间或更长，例如4倍行程时间或更长，优选地10倍行程时间或更长，更优选地100倍行程时间或更长，更优选地1000倍行程时间或更长。在实施方式中，在第一和第二行程之间消耗的时间约为1分钟或更长，例如4分钟或更长，优选地10分钟或更长，更优选地1000分钟或更长。在其他实施方式中，在第一和第二行程之间消耗的时间约为1天或更长，例如4天或更长，优选地10天或更长，更优选地1000天或更长。

在本发明的若干实施方式中，当通过测量干涉信号(例如扫描干涉仪)确定由干涉仪执行的调制时，可动装置是移动的。在其他等同优选实施方式中，在通过测量干涉信号(例如步进扫描干涉仪)确定至少一部分干涉图时期间，可动装置大体上保持静止。

本发明的若干实施方式优选地用于实施图像分析，优选地，用于包括光谱分离(如彩色成像)的图像分析，所述光谱分离包括诸如紫外、可见的、近红外、中红外、荧光、拉曼图像光谱。

在优选实施方式中，根据本发明的系统包括至少两个能够大体上独立操作的干涉仪促动器。这两个干涉仪促动器可包括至少一个压电促动器，优选地至少一个压电弯曲元件，更优选地双层弯曲元件，或者这两个干涉仪促动器可包括至少一个线性促动器，优选地至少一个线性压电促动器，更优选地至少一个压电弯曲元件。

在根据本发明的系统的一种优选实施方式中，由弯曲元件布置中的至少两个压电弯曲元件实现干涉仪的至少一个可动装置的移动，其中，以大体上相同的方式操作弯曲元件布置中的至少两个压电弯曲元件。

优选地，根据本发明的系统包括用于以下述方式移动至少一个可动装置的装置：干涉仪的至少一个可动装置配对于干涉仪主体移动的长度大体上等于弯曲元件布置中的至少一个压电弯曲元件的行程长度。

在优选实施方式中，根据本发明的干涉仪促动器包括至少两个布置在同一个弯曲元件支撑件上的压电弯曲元件，以形成分段的弯曲元件，优选地，可以独立地激励其中的单个弯曲元。

在优选实施方式中，根据本发明的方法和系统包括三个可大体上独立操作的干涉仪促动器。

本发明也可涉及用于干涉仪的可动装置的移动的方法和系统，所述方法和系统包括一个或多个干涉仪促动器，优选地通过：

将每个所述干涉仪促动器的第一点以固定的布置附加到所述干涉仪主体；

将每个所述干涉仪促动器的第二点以固定的布置附加到所述可动装置，所述第二点在所述一个或多个干涉仪促动器的激励下相对于所述第一点移动；

通过施加导致所述干涉仪促动器弯曲的电场激励所述干涉仪促动器，所述弯曲导致所述可动装置相对于所述干涉仪主体移动。

实例一

两个促动器的布置

由于促动器本身的性质，促动器能够导致附着其上的可动装置倾斜。具体地，对于简单的压电弯曲元件来说，动点相对于弯曲元件移动时(如角行程)的定点倾斜，通常最好在弯曲元件布置中使用两个弯曲元件。举例来说，通过用大体上不弯曲的固定物将两个动点连接起来，大体上补偿了定点和动点之间的倾斜。

图1以示意性的方式示出了两个促动器的这种布置(注意图中的数字元件指类似形式的所有元件，尽管为清楚起见，只参照了这些元件中的一个)。该图示出了两个独立的促动器的三种可能实施方式，一种实施方式包括产生大体上为线性行程的促动器，而另两种实施方式包括产生大体上为角行程的弯曲元件，当然，其他实施方式同样也是可能的，值得一提的是，通常优选实施方式由结构性质来确定，结构性质例如尺寸和倾斜要求。通常，独立的促动器的特点在于可能独立地或大体上独立地激励每个促动器。

图1A示出了在行程大体上在附图平面上的布置中的两个线性促动器101。促动器在定点102附着到干涉仪，促动器103的动点附着到可动装置，可动装置通常包括固定物104和光学元件(例如镜片105)。

在图1B中，以线性方式相对布置的两个弯曲元件111包括支撑件和活性压电材料(活性材料的形状和尺寸由机械要求所确定)，所述支撑件和活性压电材料在定点122附着到干涉仪并在动点113附着到可动装置的固定物。通常，可动装置包括固定物114，诸如镜片的光学装置115附着到固定物114，图1B和图1C中的可动装置的移动大体上垂直于附图平面。在图1C中，弯曲元件以下述方式布置：不线性布置弯曲元件，但一个弯曲元件的定点位于另一个弯曲元件的动点附近。

相对于图1B，图1C示出了在水平方向上显著缩短的设计，但在垂直方向上稍微增长。图1B中的布置的总体尺寸是线性的，而图1C中的布置近似呈现为方形。因此，这两种设计适用于这些总体尺寸适合的实施方式中。

图1B和图1C中的两种设计的另一个不同之处在于可动装置的固定物的长度。图1C中的固定物的长度大约是图1B中固定物的长度的两倍。在这种情况下，当两个弯曲元件都以同样的方式运行时，这不会产生任何重大的影响，但如果个弯曲元件行程长度大体上有所不同，由于固定物端点的行程长度的同样的差异，预计在图1C中的结构中可动装置的倾斜程度较小，导致小的角度倾斜。此外，本发明的一些实施大体上独立地驱动两个弯曲元件，由此允许到至少部分地补偿两个压电弯曲元件行程长度上的差异。

该实例示出了通过布置两个促动器可以获得不同的性质，并且这些布置和其他布置事实上是本发明的优选实施方式的特征。

实例二

三个促动器的布置

根据本发明的若干促动器布置可使得可动装置的角度倾斜大大减小。在平面内矫正倾斜需要三点附着，举例说来，这是由于在两点附着中，可动装置可能绕两点之间的直线倾斜。图2示出了三个压电弯曲元件的两种布置，这两个布置允许全面的控制干涉仪的可动装置的倾斜，同时允许镜片向后或向前移动。为了说明附图中不同的元件，请参见对图1说明。

图2A示出了平行布置的三个压电弯曲元件。这种布置表现出在本发明的若干实施方式中优选的特点，例如矩形设计。由于矩形设计简化了机械部件的生产并适于不同的矩形设计，因此矩形设计常常是优选的。同样地，也可能实施不是方形的设计，例如通过包括弯曲元件，所述弯曲元件比其宽度长以增加给定的弯曲元件布置的行程长度。

图2A所示的设计具有两个潜在缺陷，图2B中的设计为这两个缺陷提供了解决方案。第一个缺陷是：例如在大体上不是方形的设计中，三个动点之间的角度并不总是相同的；第二个缺陷是：由弯曲元件的定点和动点之间的角度倾斜导致弯曲力在弯曲元件布置中并不总是对称的，相比于一个动点所在的一侧，这种弯曲力在两个弯曲元件的动点的侧边上大体上翻倍。

大体上克服这两个缺陷的三个压电弯曲元件的布置在图2B中示出。在这种布置中，三个弯曲元件的布置使得它们之间的角度相同，并形成等边三角形(例如，旋转对称)。如果可动装置们于这种弯曲元件布置的中心，那么可动点处的角度的力在所有的情况下都是相等。

此外，本发明的若干实施方式大体上独立地驱动三个弯曲元件，由此允许至少部分地补偿三个压电弯曲元件的行程长度上的差异。

从当前的实例来看，对于本领域技术人员来说，下述事实显而易见的：能够以类似与上述的弯曲元件布置的方式来布置三个线性促动器的布置，当然由于这种促动器行程大体上是线性的，明显的不同是以使得可动装置大体上产生与附图平面垂直的移动的方式布置这些促动器。事实上，线性促动器的许多布置在本发明的若干实施方式中都是优选的。

该实例示出了通过布置三个促动器可以获得不同的性质，并且这些布置和其他布置事实上是本发明的优选实施方式的特征。

实例三

盘形促动器

本发明中通常优选的弯曲元件是盘形弯曲元件。盘形弯曲元件具有若干优点，有利于干涉度量，但主要关注的是其机械强度和稳定性。图3示出了盘形弯曲元件四种可能的设计。压电弯曲元件圆盘包括支撑材料301，一层压电材料302涂敷(deposit)在支撑材料301上。支撑材料的外缘形成弯曲元件的定点，并且圆盘的缘通常稳固地固定在干涉仪主体上，而圆盘的中心303是弯曲元件的动点，可动装置附着到该动点。通常，压电材料涂敷在促动器的两侧，而为清楚起见，仅示出了圆盘一边的涂敷物。由于这是圆盘弯曲元件的通常布置方式，本发明存在干涉仪主体和可动装置以相对的方式附着的优选实施方式，但为清楚起见，仅考虑前一种附着的方法。

图3A示出了盘形弯曲元件，压电材料均匀的分布在圆盘上。在这种配置中，圆盘的中心移入或移出圆盘的平面，引起附着的可动装置移动。这种配置提供良好的机械性能，主要是关于对圆盘平面中出现的力的阻力，而且关于垂直于圆盘平面的力，例如在弯曲元件的行程方向上的力。

另一方面，在制造或安装圆盘中的机械缺陷和/或长时间运行的磨损可导致圆盘的表面显示变化的弯曲性质。这些缺陷可能会引起附着到圆盘弯曲元件的动点上的任何可动装置的角度倾斜。因此，图3B示出了在单个弯曲元件支撑材料上的压电弯曲元件段的布置，例如分段的弯曲元件，这种布置在本发明的许多实施方式中是优选的。图3B示出了包括三个弯曲元件段的分段的弯曲元件，其中，弯曲元件段均匀地沿着圆盘的表面分布。可选择地并且通常地，弯曲元件段以大体上相同的配置方式出现在圆盘的另一侧。

图3C示出了类似于图3B中所示的分段的弯曲元件的一种实施方法，附加的特征是弯曲元件支撑件也是分段的(304)。弯曲元件支撑件的这种分段能够使弯曲元件的行程长度增加，但会降低弯曲元件的机械强度。

前述实施都是在弯曲元的径向方向上实现。其他实施方式不按这种方式实施，尤其当获得弯曲元件的增加的行程长度比较重要时。图3D示出了一种这类设计，在该设计中，弯曲元以螺旋方式对齐，而不是以径向的方式对齐。这增加了弯曲元件的有效长度，并由此潜在地增加了行程长度，并明显地降低了分段的弯曲元件的机械强度。

优选地，能够大体上独立地操作三个或多个弯曲元件，例如通过施加不同幅度的电动势。在这种方式下，可能以下述方式操作分段的弯曲元件：可动装置的角度倾斜可以被补偿，由此补偿不同弯曲元件段的弯曲性质。

该实例示出了通过使用压电盘形弯曲元件或分段的弯曲元件可以获得不同的性质，并且这些配置和其他相关配置事实上是本发明的优选实施方式的特征。

实例四

串联的弯曲元件

由于压电弯曲元件的厚度通常相当小(相比于长度)而且重量相对较轻，本发明的若干实施方式包括两个或更多个串联布置的弯曲元件，从而使得干涉仪的可动装置的移动大体上是串联的独立的弯曲元件的行程长度的总和。

图4示出了三个弯曲元件或弯曲元件布置401，它们以串联的方式布置。第一弯曲元件401a的定点附着到干涉仪主体402上，但其动点附着到装置403上，装置403又附着到第二弯曲元件401b的动点上，由此，导致第一和第二弯曲元件的动点一起移动。第二和第三弯曲元件401c的定点连接在一起并由此通过附加装置404相对于彼此互相固定。最终，干涉仪406的可动装置通过附加装置405附着到第三弯曲元件的动点上。图4A示出了处于被动位置的串联的弯曲元件。

可动装置的移动在图4B中示出。该图示出了在一个方向上的移动，但由于该图是示意性并仅用作说明目的，显而易见，通过设计使得可动装置在其他方向上移动同样也是可能的。首先，由第一弯曲元件的动点的移动引起移动，这导致第二和第三弯曲元件在同一方向上的移动。其次，由于第二和第三弯曲元件的定点不相对于彼此移动，由第二弯曲元件的移动引起第三弯曲元件移动。然后，可动装置相对于第三弯曲元件的定点移动，由此引起可动装置相对于干涉仪主体移动，这种移动是所有弯曲元件移动的联合。

由上可知，显而易见，通过使用类似的布置方法能够联合串联的不同数目的压电弯曲元件，适于在这种串联布置中使用的串联的弯曲元件能够有不同的类型和性质，正如当前应用所要求的，例如对可动装置的移动的长度的要求和对设计的机械稳定性的要求。

由于串联布置的弯曲元件的运行的不同属性的结合会反映在可动装置的移动中，除了行程长度以外，诸如可动装置在移动期间角度倾斜增加的影响也是可以预料的。本发明的不同的实施方式实施各种不同的方法以降低或消除不期望的影响，例如：倾斜，举例来说，这是通过使具有已知性质的弯曲元件以大体上消除这种影响的方式配对和/或通过包括一个或多个弯曲元件布置或分段的弯曲元件(例如通过对独立的弯曲元件或弯曲元件段施加独立的电压允许主动地补偿倾斜)来实现的。

该实例示出了通过使用压电盘形弯曲元件或分段的弯曲元件可以使可动装置的行程长度增加，并且这些配置和其他相关配置事实上是本发明的优选实施方式的特征。

实例五

并联的弯曲元件

压电弯曲元件通常是如下的形式：在垂直于行程方向的方向上的尺寸比行程方向上的尺寸大很多。举例来说，当考虑对导致机械附件(如可动镜片)绕圆的盘形弯曲元件的中心旋转的力的机械稳定性时，这个性质通常并不是理想的结构。为了提升抗可动装置旋转的机械稳定性，并也大体上降低由对压电材料和/或安装压电弯曲元件有缺陷的响应引起的倾斜，本发明的若干优选实施方式包括两个或更多个并联的压电弯曲元件。

图5示出了并联布置的两个盘形弯曲元件(501a和501b)，其中，弯曲元件的定点附着到干涉仪壳体502上，两个弯曲元件的动点附着到移动装置503上，镜片504附着到移动装置503上。图5A示出了松弛位置的弯曲元件，而图5B示出了处于下述位置的弯曲元件：将力加到两个弯曲元件使其在同一方向上弯曲的，由此在行程方向上移动可动装置(例如镜片)。由于可动装置与两个压电元件都接触，显而易见，能够增加抗旋转或倾斜移动的阻力。类似地，这种设计能够降低由无论哪个弯曲元件平行移动不足引起的可动装置的倾斜，可通过根据倾斜性质选择弯曲元件和/或以降低或消除任意倾斜的方式激励弯曲元件或弯曲元件的段来提升性质。

该实例示出了通过使用压电盘形弯曲元件或分段的弯曲元件可以使干涉仪的可动装置的机械稳定性增加，并且这些配置和其他相关配置事实上是本发明的优选实施方式的特征。

实例六

倾斜补偿

如图3B所示的包括分段的压电盘形弯曲元件的本发明的一种实施方式用于展示在控制可动装置的倾斜时产生平移的可能性。盘形弯曲元件是40mm的圆盘，包括厚度大约为1mm的支撑材料，且两侧均具有压电材料，每个材料覆盖大约120°的圆盘，且由1mm的缝隙隔开。圆盘的最大行程大约为+/-100μm。

最初通过在所有段之间以相同方式施加大约+/-80％的电压来操作弯曲元件，如图6A所示，该图示出了以循环方式(以128级的周期)变化的激励电压。由于这引起了可动装置(包括大体上为平面的镜片)的移动，成像装置(CCD相机)在周期的128个位置捕捉可动装置的镜片的激光束的反射，以此表示可动装置的向后或向前的移动。从每张捕捉到的图像，图像的光重心以CCD的像素为单位确定，并且光重心的值被换算为角坐标数据。图6B在两个垂直方向上(X和Y)示出了在128个位置中的每个上的倾斜的图表。该图表示出了在测试的条件下，可动装置在两个方向上以大约+/-250μrad(微弧度)倾斜。倾斜还显示出一种图样(类似于曲棍球棒)，该图样在一半移动期间在方向X大约等于方向Y时有相当直接的变化，而在移动的另一半期间，倾斜在X-Y图表中形成近似弧。下述事实大概导致这种情况：分段的弯曲元件包括6个独立的压电元，每侧的压电元大体上仅在行程的一半上是活性的，并且不论怎样布置，这些压电元都表现出独立的性能。

基于观测到的可动装置的倾斜确定了激励独立压电元的方法。该方法基于独立弯曲元件段的倾斜响应的重复测定。图6C给出了段激励的重复测定的结果，该图示出了与对三个独立段中的每一个施加个相同激励(如图6A所示)的绝对偏差的图表。重复的目的是确定激励，从而使得每一点上的平均激励与初始相同激励一致。该图示出了以一般激励的相位激励段中的一个，相位最高有附加的15％激励。其他段大体上以相反的相位激励。

图6D给出了独立激励段的典型结果。该图示了了类似于图6B中的图表的图表，在128个位置的行程上的每一点上具有X和Y方向上的倾斜。图6B示出了大约+/-250μrad的初始倾斜，图6D示出了大约+/-2μrad的倾斜，或者说倾斜减少了大约99％。图6D中示出的倾斜的这种变化类似于用于测定的系统中观测到的随机变化，例如：噪音，这种变化显示出如果提升倾斜方向系统，则可实现对倾斜的进一步控制。对系统的研究已经表明：系统在相当长的时间内(如数分钟、数小时，甚至数天)大体上维持其倾斜稳定性。

本实例表明：大体上补偿由干涉仪促动器导致的倾斜是可行的，所述干涉仪促动器包括多于两个的独立促动器，如三对独立促动器，这些促动器在导致可动装置大体倾斜的激励中显示出微小差别。这是通过以独立预定的方式激励独立的促动器实现的。本实例还表明：这种倾斜补偿激励在相当长的时间内是稳定的，使得将这种方法用在基于初始或周期性的测定倾斜补偿的实施方式中是可行的。由上所述，对本领域技术人员来说，下述情况是显而易见的：控制在分段的压电盘形弯曲元件中产生的倾斜的方法同样良好地适于控制包括独立干涉仪促动器(如弯曲元件或线性促动器)的其他实施方式。

实例七

双镜片

本发明的若干实施方式通常包括作为干涉仪促动器的压电弯曲元件，在这些实施方式中，包括附着到相同促动器上的两个光学装置(例如镜片)。

图7示出了附着到一个单独的压电弯曲元件上的两块镜片的布置。图7A示出一种布置，其中移动镜片701附着到弯曲元件702(例如盘形弯曲元件)，弯曲元件702布置在两个迈克尔逊干涉仪之间，每个干涉仪被定义为在两块移动镜片两侧的光学元件，例如镜片703和分光镜704。第一干涉仪包括入射光705和出射光707，第二干涉仪包括入射光706和出射光708。

能够在一些配置中(由当前应用的性质所定义)操作图7A所示的两个迈克尔逊干涉仪。对于实施这种应用来说，使用了合适类型的光学元件。举例来说，应用能够使用一个干涉仪用于产生干涉图，而使用另一个干涉仪用于确定移动镜片的位置，例如由于两块移动镜片以同步的方式移动，可通过调制窄光源(例如激光、激光二极管或LED)确定可动镜片的位置。

另一种应用可以用于调制波长范围大体上不同的光，例如中红外和近红外，这允许同时确定两个光谱范围的干涉图。

其他应用可以是测量两个样本或在不同条件下测量一个单独的样本，尤其是当同时测量样本和盲样时。

图7B示出了基于附着到单个压电弯曲元件上的两块镜片的替代布置，该布置在一个单独的迈克尔逊干涉仪上实施。在这种布置中，两块移动镜片711附着到压电弯曲元件712上。干涉仪还包括固定镜片713和分光镜714。入射光715入射到干涉仪的两臂，每臂的终点是移动镜片。随着移动镜片移动，干涉仪的光程差是镜片移动距离的两倍，由此基于两臂的光的结合产生干涉图样，发射出调制的出射光716。

本实例表明下述情况是可能的：使用干涉仪促动器移动一对可动装置(如镜片)，并由此获得诸如多次使用镜片移动或增加有效光程差的好处。

实例七

移动分光镜

本发明的许多优选实施方式使用厚度比长度小很多的压电弯曲元件(如盘形弯曲元件)的形状。一种这样的优选实施方式包括作为可动装置的分光镜。

图8以沿着光轴通过干涉仪中心的剖面图示出了包括移动分光镜的迈克尔逊干涉仪。入射光801射向分光镜，通过穿过干涉仪的两臂调制从镜片803反射的出射光802，在分光镜804移动的情况下，大体上与干涉仪的主轴成45°，分光镜附着到弯曲元件805(例如压电弯曲元件或压电盘)上，其中弯曲元件的固定部分通过固定点806附着到干涉仪主体。当弯曲元件是压电盘形弯曲元件时，分光镜附着到弯曲元件的移动点上，例如盘形的内缘上，其中，盘中心的孔的尺寸允许光信号通过。

移动分光镜的效果是：两臂的光路以相反方向变化，由此增加了干涉仪的有效光程差。

Claims (49)

1.一种用于干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体移动的方法，包括：

布置至少两个干涉仪促动器，其中所述至少两个干涉仪促动器能够被独立地操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置；

激励至少两个干涉仪促动器中的至少一个，从而移动干涉仪的至少一个可动装置。

2.如权利要求1所述的方法，包括三个能够被独立操作的干涉仪促动器。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，能够被独立操作的至少两个干涉仪促动器包括至少一个压电促动器，优选地包括至少一个压电弯曲元件，更优选地包括双层弯曲元件。

4.如任一前述权利要求所述的方法，其中，能够被独立操作的至少两个干涉仪促动器包括至少一个线性促动器，优选地包括至少一个线性压电促动器，更优选地包括至少一个压电弯曲元件。

5.如权利要求3或4所述的方法，其中，通过施加导致至少两个压电促动器弯曲的电场激励至少两个压电促动器，所述弯曲导致所述至少一个可动装置相对于所述干涉仪主体移动。

6.如权利要求3-5之中任一权利要求所述的方法，其中，至少一个压电弯曲元件是盘形弯曲元件。

7.如任一前述权利要求所述的方法，其中，弯曲元件布置中的至少两个压电弯曲元件使得干涉仪的至少一个可动装置移动，其中以大体上相同的方式操作弯曲元件布置中的至少两个压电弯曲元件。

8.如权利要求7所述的方法，其中，干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体移动的长度大体上与弯曲元件布置中的至少一个压电弯曲元件的行程长度相等。

9.如权利要求7或8所述的方法，其中，至少两个压电弯曲元件在设计和结构上大体上相同。

10.如权利要求3-9之中任一权利要求所述的方法，其中，任一压电弯曲元件与任意其他压电弯曲元件成一个角度布置，优选地相邻压电弯曲元件之间的角度大体上相等。

11.如权利要求7-10之中任一权利要求所述的方法，其中，所述弯曲元件布置中的至少两个压电弯曲元件布置在相同的弯曲元件支撑件上，以形成分段的弯曲元件，优选地能够独立地激励独立的弯曲元。

12.如权利要求11所述的方法，其中，弯曲元件的段是双层的段。

13.如权利要求11或12所述的方法，其中，弯曲元件支撑件大体上是圆形的。

14.如权利要求11-13之中任一权利要求所述的方法，包括三个独立的压电弯曲元件。

15.如权利要求11-14之中任一权利要求所述的方法，其中，以下述方式布置两个或更多个压电弯曲元件：对于所有弯曲元来说，从弯曲元件的定点到其动点的方向是平行的或者是径向排列的。

16.如权利要求11-15之中任一权利要求所述的方法，其中，以下述方式布置至少两个压电弯曲元件：对于所有弯曲元来说，从弯曲元件的定点到其动点的方向大体上不是径向排列的，优选地，方向大体上顺着螺旋形状。

17.如权利要求11-16之中任一权利要求所述的方法，还包括用于生产分段的弯曲元件的特征。

18.如权利要求17所述的方法，其中，弯曲元件支撑件是分段的，优选地由弯曲元的平行边界或径向边界限定段。

19.如任一前述权利要求所述的方法，其中，以串联的方式布置至少两个弯曲元件，优选地，弯曲元件的布置使得干涉仪的可动装置的移动大体上增加。

20.如权利要求11-18之中任一权利要求所述的方法，其中，以串联的方式布置至少两个分段的弯曲元件，优选地，弯曲元件的布置使得干涉仪的可动装置的移动大体上增加。

21.如任一前述权利要求所述的方法，其中，串联的至少两个压电弯曲元件和/或至少两个分段的弯曲元件的行程的总和大于500μm，优选地大于1000μm，更优选地大于2000μm。

22.如任一前述权利要求所述的方法，其中，以并联的方式布置至少两个弯曲元件，优选的这种布置使得干涉仪的可动装置的机械稳定性大体上增加，优选地使得抗震动和冲击的稳定性增加。

23.如权利要求22所述的方法，其中，并联布置的至少两个弯曲元件中的至少一个包括至少一个分段的弯曲元件，优选地包括至少一个分段的盘形弯曲元件。

24.如任一前述权利要求所述的方法，其中，干涉仪的可动装置是至少一块镜片。

25.如权利要求24所述的方法，其中，至少一块镜片是至少一块直角反射镜。

26.如任一前述权利要求所述的方法，其中，可动装置是至少一块分光镜。

27.如任一前述权利要求所述的方法，其中，可动装置是至少一块半透镜，优选地至少一块法布里珀罗干涉仪的半透镜。

28.如任一前述权利要求所述的方法，其中，可动装置相对于干涉仪主体移动10μm或更长，优选地50μm或更长，更优选地100μm或更长，更优选地200μm或更长，例如400μm或更长，优选地甚至600μm或更长。

29.如任一前述权利要求所述的方法，其中，可动装置每秒相对于干涉仪主体移动1次或多次，优选地每秒移动2次或更多次，更优选地每秒5次或更多次，更优选地每秒15次或更多次，更优选地每秒50次或更多次，更优选地每秒200次或更多次，更优选地每秒1000次或更多次。

30.如任一前述权利要求所述的方法，其中，可动装置相对于干涉仪主体的速率是0.1mm/s或更快，优选地0.5mm/s或更快，更优选地1mm/s或更快，更优选地2mm/s或更快，更优选地5mm/s或更快，更优选地10mm/s或更快，更优选地50mm/s或更快，更优选地100mm/s或更快，更优选地200mm/s或更快。

31.如任一前述权利要求所述的方法，其中，可动装置相对于干涉仪主体的速率是恒定的。

32.如权利要求1-30之中任一权利要求所述的方法，其中，可动装置相对于干涉仪主体的速率是变化的，使得速率上的差异为10％或更大，优选地40％或更大，更优选地100％或更大，更优选地200％或更大。

33.如任一前述权利要求所述的方法，其中，至少一个干涉仪促动器的谐波频率为100Hz或更高，优选地200Hz或更高，更优选地400Hz或更高，更优选地1000Hz或更高，更优选地4000Hz或更高。

34.如任一前述权利要求所述的方法，其中，施加到至少两个干涉仪促动器上的激励在时间上不同，这种不同的激励优选地大体上提升了可动装置的平行移动。

35.如权利要求34所述的方法，其中，通过检测干涉信号确定激励在时间上的不同，优选地激励在时间上的不同是预定性质，更优选地通过分析至少一个先前测定的干涉图来确定激励在时间上的不同。

36.如任一前述权利要求所述的方法，其中，至少一个干涉仪促动器在大体上平行于行程长度的方向上的尺寸为4mm或更小，优选地2mm或更小，更优选地1.5mm或更小，更优选地1mm或更小。

37.如任一前述权利要求所述的方法，其中，至少一个干涉仪促动器在大体上平行于行程长度的方向上的尺寸为1mm或更长，优选地2mm或更长，更优选地3mm或更长，更优选地4mm或更长。

38.如任一前述权利要求所述的方法，其中，至少一个干涉仪促动器在大体上平行于行程长度的方向上的尺寸的范围是0.5mm到4mm，优选地是0.5mm到3mm，更优选地是0.75mm到2mm，更优选地是0.75mm到1.5mm。

39.如任一前述权利要求所述的方法，其中，至少一个干涉仪促动器在大体上垂直于可动装置的移动方向的方向上的尺寸是30mm或更长，优选地40mm或更长，更优选地60mm或更长，更优选地80mm或更长，更优选地100mm或更长。

40.如任一前述权利要求所述的方法，其中，至少一个干涉仪促动器在大体上垂直于可动装置的移动方向的方向上的尺寸是100mm或更小，优选地80mm或更小，更优选地60mm或更小，更优选地40mm或更小，更优选地30mm或更小。

41.如任一前述权利要求所述的方法，其中，至少一个干涉仪促动器在大体上垂直于可动装置的移动方向的方向上的尺寸是30mm或更小，优选地20mm或更小，更优选地10mm或更小。

42.如任一前述权利要求所述的方法，其中，可动装置和干涉仪促动器的重量小于40克，优选地小于20克，更优选地小于10克，更优选地小于5克。

43.一种用于干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体的移动的系统，包括：

至少两个干涉仪促动器，其中所述至少两个干涉仪促动器能够被独立地操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置；

用于激励至少两个干涉仪促动器的装置，由此移动干涉仪的至少一个可动装置。

44.如权利要求43所述的系统，包括三个能够被独立操作的干涉仪促动器。

45.如权利要求43或44所述的系统，其中能够被独立操作的至少两个干涉仪促动器包括至少一个压电促动器，优选地包括至少一个压电弯曲元件，更优选地包括双层弯曲元件。

46.如权利要求43-45之中任一权利要求所述的系统，其中，能够被独立操作的至少两个干涉仪促动器包括至少一个线性促动器，优选地包括至少一个线性压电促动器，更优选地包括至少一个压电弯曲元件。

47.如权利要求43-46之中任一权利要求所述的系统，其中，弯曲元件布置中的至少两个压电弯曲元件使得干涉仪的至少一个可动装置移动，其中以相同的方式操作弯曲元件布置中的至少两个压电弯曲元件。

48.如权利要求43-47之中任一权利要求所述的系统，其中，干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体移动的长度大体上与弯曲元件布置中的至少一个压电弯曲元件的行程长度相等。

49.如权利要求43-48之中任一权利要求所述的系统，其中，至少两个压电弯曲元件布置在相同的弯曲元件支撑件上，以形成分段的弯曲元件，优选地能够独立地激励独立的弯曲元。

Images