快速反射镜（Fast Steering Mirror，FSM）简称“快反镜”，也被称为偏摆镜或精瞄镜，是集光学、机械、电子技术于一体化的精密装置。该装置通过与高灵敏度、高响应速度的传感器协同工作，可构建高精度光学扫描跟踪系统，具备极高的角度分辨率、响应速度和带宽特性。
      作为光电精密跟踪系统的核心组件，快反镜的核心功能是实现光束方向的精准控制。其显著技术优势体现在超快响应速度与超高控制精度的有机结合，主要应用场景包括：
      •光路误差校正：有效补偿光路中的倾斜误差，确保光束传输路径的稳定性；
      •光束指向稳定：通过动态调节反射镜面姿态，抑制外界干扰引起的光束抖动；
      •快速跟踪系统：在光电跟踪场景中实现对目标的实时捕捉与持续锁定。

一、快反镜的工作原理

       快反镜采用压电陶瓷驱动+柔性铰链传动的复合结构，主要组件包括：
•驱动单元：压电陶瓷（利用逆压电效应实现纳米级位移）
•传动机构：柔性铰链（无机械摩擦，通过弹性变形传递运动）；
•反馈单元：应变片或电容传感器（全闭环控制精度达μrad级）；•反射镜面：熔石英或碳化硅材质（面型精度≤λ/4 RMS）

      以四点驱动快反镜为例，二维工作台示意图如下，其中A、B、C、D都是压电陶瓷驱动器，此快速偏摆镜四个驱动元件在XY 平面内成90°均布。

      偏摆镜是利用压电陶瓷的逆压电效应驱动偏摆镜片进行工作的。在工作时，通过控制器给压电陶瓷施加电压，使其伸长或缩短，待伸长量约为自身最大位移的一半时，将此时偏转平台的镜面位置作为基准面。压电陶瓷A、C 两端的控制电压保持不变，改变安装在X轴向的两支压电陶瓷B、D 的控制电压，使其中的一支压电陶瓷伸长另一支缩短，将两支压电陶瓷的运动通过柔性环的弹性变形传动，这样就实现了偏转平台绕Y轴的偏转运动，同理，可以实现偏转镜绕X轴的偏转。
二、快反镜的应用领域
      快反镜作为高精度激光微动控制核心器件，凭借纳秒级快速响应能力、亚微弧度级角度分辨率和动态稳定特性，在激光通信、光束对准、自适应光学、超分辨率成像、光学稳像、图像运动补偿及精密激光加工等前沿领域发挥关键作用。其核心优势在于通过大带宽高频响控制能力与纳米级定位精度的协同作用，实现光电传感器输出图像与运动载体扰动的高效解耦，稳定精度可达±2 μrad 以内（典型值）。

1.激光通信领域（ATP技术）
      激光通信（自由空间激光通信，FSO）中，快反镜用于捕获、跟踪、瞄准（Acquisition、Tracking、Pointing，总称ATP）系统，补偿光束漂移，确保星间/空地通信链路的稳定性。相较于传统微波通信技术，该技术体系展现出显著技术优势：
‌•带宽优势：相较微波通信，信息容量提升数倍以上•功耗优化：终端功耗≤30 W（均值），适配卫星平台•抗干扰能力：μrad稳像精度，抑制大气湍流与载体抖动

2.图像稳定系统‌应用
      •动态稳像：在机载/车载光电系统中，通过高频偏转补偿平台振动，图像稳定精度达5 ms阶跃响应；
      •光路校准：校正激光加工设备的光束倾斜误差，提升加工一致性
3. 天文观测领域
      •望远镜指向稳定：实时校正大气扰动引起的低频像差，提升观测分辨率；
三、典型厂商：技术路线与产品对比
1.国际领先企业
•Physik Instrumente（德国）：压电式快反镜代表厂商，产品以纳米级分辨率和千赫兹级带宽著称，如S-340系列。
•雷神公司（美国）：音圈电机驱动型快反镜技术领先，Responder系列偏转角度达±10 mrad，适用于空间激光通信。
2.国内核心厂商
•三英精控：专注于压电驱动技术，NS-RB系列快反镜闭环分辨率达0.1 μrad，适配激光雷达和卫星通信场景。
•巅慧科技：开发音圈电机驱动产品（如FSM-720系列），支持±1.5°机械偏转，应用于光学稳像和激光加工。若您在快反镜选型过程中遇到困惑，不妨跳转阅读巅慧科技系列文章，助您轻松掌握选型要点 。
•哈尔滨芯明天：深耕压电陶瓷材料，产品覆盖微弧度至毫弧度级需求，市场份额居国内前列。
•中国科学院上海微系统所：成功研制出一款 10 毫米大口径压电 MEMS（微机电系统）快反镜，相关成果于4月29日以《A high-performance 10 mm diameter MEMS fast steering mirror with integrated piezoresistive angle sensors for laser inter-satellite links》为题，发表于国际顶级期刊《Microsystems & Nanoengineering》(link:https://www.nature.com/articles/s41378-025-00935-1)，彰显了我国在微纳光机电系统领域的前沿创新实力。

      结语快反镜作为精密光学系统的 “神经中枢”，在未来发展中，其技术将深度渗透至通信、量子传感等新兴领域。这一技术的迭代演进轨迹，不仅彰显了精密光机电系统在技术极限上的突破，将成为光学工程与信息科学交叉创新的典范。