高精度衍射光栅干涉仪的研制

提出了一种新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统,以光栅衍射原理和偏振光学为理论基础,配合正交信号的解相位细分原理,使得该系统可以达到纳米级分辨率.由于光栅干涉测量系统以光栅栅距作为测量基准,相对于传统干涉仪,光栅尺系统受环境因素造成的测量误差影响较小.通过实验校正,得到不同行程范围内光栅干涉测量系统的纳米级重复性误差,新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统适合于较长行程的高精度位移测量.     

纳米测量中的光栅信号细分技术

文章介绍了一种高精度位移测量方法,以LabVIEW作为工具,对高精度线性衍射光栅干涉仪(LDGI)的正交弦波信号进行采集、处理和分析,进行准确、快速的计数和细分,计算出精确的位移,并进行方向判断.以软件进行信号处理、位移计算,并对可能存在的信号异常进行纠错,简化了硬件,减少了电气环节引入的干扰.实验数据表明:该方法有效地进行高精度位移测量,标准差在20nm以下.     

DVD激光读取头音圈马达寻迹静态特性研究

采用CCD的图像边缘检测方法测量DVD激光读取头音圈马达（VCM）寻迹的静态特性。通过系统的架设测量音圈马达驱动电压与音圈马达弹性臂影像在CCD中对应的位置，经过图像边缘检测软件处理，得到音圈马达寻迹单方向的驱动电压与对应位移的关系。实验结果表明，音圈马达寻迹单方向的线性范围大约为300μm，双方向运动为600μm，从实验曲线数据处理得到线性范围内存在的磁滞误差，并对磁滞误差进行了分析。     

基于共平面二维工作平台的精密测量系统

介绍了新型共平面精密二维平台的机械设计与精密测量系统的研发.机械结构引入共平面理论,使得X方向和Y方向的导轨面在同一高度平面,减小了Z向阿贝误差和累积误差,兼顾对称设计,减小力变形、热变形;研制出高精度线性衍射光栅干涉仪,以光栅衍射原理和偏振光学为理论基础,配合信号细分原理,使得该系统可以达到纳米级分辨率.     

微器件表面3D形貌的新型微/纳米探头测量系统

采用DVD光碟机的激光读取头,开发出微器件表面3D形貌的新型微/纳米测量系统。分析了激光读取头内部结构与运作原理,当反射面不在聚焦位置时,经四象限传感器探测聚焦误差信号(FES),驱动音圈马达以带动物镜重回聚焦位置,完成自动聚焦过程。并对音圈马达具有的磁滞现象加以研究,应用Preisach磁滞模型补偿磁滞误差,进而提高激光读取头在测量方面的精确度。结合HP激光干涉仪对测头不同测量范围的标准差与重复性进行校正测量,由校正的结果分析,此测头系统可实现微器件表面3D形貌的微/纳米测量。