壓電致動器具有精密度高、體積小的優勢，已廣泛運用於精密量測、運動控制、加工等不同領域。為提升壓電致動器之速度，一般使用之方法為增加壓電致動器結構剛性或減輕其質量。然而，因壓電致動器必須乘載特定元件移動，因此可減輕之質量有限。另一方面，增加致動器之結構剛性，亦會降低壓電材料所能夠推動之行程，此一現象造成壓電致動器無法同時具備高速與大行程兩項優點。為克服此一問題，本論文提出一共振式壓電高速致動器之設計(圖一)，利用激發壓電致動器之共振模態產生掃描運動，可同時達到高速與大移動行程兩項優點。本論文所完成之共振式高速壓電致動器之共振頻率為1.58 kHz，全行程可達87 μm以上。整合所開發之共振式致動器於一像散式光學輪廓儀系統，實驗成功量測一鍍鉻之玻璃基板材料之表面高度以及反射率影像(圖二)。實驗擷取一張影像之時間為256 s，大幅縮減過去需要超過3小時以上之量測時間。（機械系廖先順教授提供） 圖一、自製共振掃描器架構以及共振模態分析。 圖二、R2L2S1N1樣品之(a)高度影像以及(b)S曲線斜率影像。
壓電致動器具有精密度高、體積小的優勢，已廣泛運用於精密量測、運動控制、加工等不同領域。為提升壓電致動器之速度，一般使用之方法為增加壓電致動器結構剛性或減輕其質量。然而，因壓電致動器必須乘載特定元件移動，因此可減輕之質量有限。另一方面，增加致動器之結構剛性，亦會降低壓電材料所能夠推動之行程，此一現象造成壓電致動器無法同時具備高速與大行程兩項優點。為克服此一問題，本論文提出一共振式壓電高速致動器之設計(圖一)，利用激發壓電致動器之共振模態產生掃描運動，可同時達到高速與大移動行程兩項優點。本論文所完成之共振式高速壓電致動器之共振頻率為1.58 kHz，全行程可達87 μm以上。整合所開發之共振式致動器於一像散式光學輪廓儀系統，實驗成功量測一鍍鉻之玻璃基板材料之表面高度以及反射率影像(圖二)。實驗擷取一張影像之時間為256 s，大幅縮減過去需要超過3小時以上之量測時間。（機械系廖先順教授提供）
圖一、自製共振掃描器架構以及共振模態分析。
圖二、R2L2S1N1樣品之(a)高度影像以及(b)S曲線斜率影像。