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一、激光干涉中周期性非线性误差的思考
激光干涉技术在微纳测量领域的应用，以其卓越的精度和可追溯性备受瞩目。然而，非线性周期性误差这一挑战始终困扰着精密测量。本文将深入探讨三种激光干涉方法，解析它们在实际应用中的特性以及如何应对非线性误差。
首先，零差干涉，如迈克尔逊干涉仪，对激光频率稳定性要求极高。尽管其精度高，但安装调试复杂且易受环境影响，非线性误差由此产生。为了优化，昊量光电的quDIS采用了一种创新策略，通过快速扫描和精确波长控制，有效抑制了因信号对比度变化而引发的周期性误差。
其次，外差干涉采用双频干涉，虽然可以达到纳米级别甚至十几纳米的精度，但非线性问题依然存在，且受频率分离影响。昊量光电的quDIS通过频率追踪技术，理论上可实现1pm的分辨率，其饱和吸收气室设计有助于精确控制波长，显著减少了非线性误差的影响。
最后，F-P干涉以其绝对距离测量的优势，锁频方式避免了非线性误差。quDIS凭借其皮米级的位移精度，结合波长线性变化的法珀腔和饱和吸收气室，确保了测量的准确性。此外，quDIS具备0.05nm信号稳定性，以及25kHz的高带宽，适用于多种应用，如慢漂移测量、振动分析和精密机械控制等。
在定制化选项上，quDIS提供了3轴传感和柔性光纤头，可根据特定环境，如真空或低温条件进行选择。但需要注意的是，商业使用须经昊量光电授权，非商业使用请确保注明来源。
如果你对quDIS的性能或激光干涉误差有任何疑问，欢迎在下方留言讨论。作者将不断更新相关知识，以满足你的专业需求。
二、皮米精度激光干涉仪的重要应用:晶圆加工精度控制
皮米精度激光干涉仪在晶圆加工精度控制中的重要应用主要体现在以下几个方面：
实现纳米级精度控制：
- 皮米精度激光干涉仪，如attocube的IDS3010，能够实现皮米级分辨率和纳米级精度的运动控制与位移检测，这对于晶圆加工中的高精度要求至关重要。
闭环运动控制：
- 该类激光干涉仪能够提供即时位置反馈，实现闭环定位控制，确保晶圆在加工过程中的精确位置控制，从而提高加工精度和稳定性。
适应多种环境：
- 皮米精度激光干涉仪兼容超高真空环境，能够在极高真空和洁净室内工作，满足半导体行业对洁净度和真空度的严格要求。
多轴位移及角度变化测量：
- 通过三个通道，该类激光干涉仪能够测量多轴载物台位移及角度变化，为晶圆级多自由度精确位置控制提供解决方案。
高实时数据输出：
- 高达25MHz的实时数据输出能力，使得激光干涉仪能够迅速响应并调整晶圆位置，确保加工过程的连续性和稳定性。
灵活集成与高效工作：
- 激光干涉仪的传感器头轻巧、小型化，并兼容多种编程语言，便于集成到不同的应用系统中，为用户提供灵活且高效的工作环境，有助于提升晶圆加工的整体效率和精度。
综上所述，皮米精度激光干涉仪在晶圆加工精度控制领域具有显著优势，是实现纳米级精度闭环控制的理想选择。
高精度激光干涉仪在齿轮箱机械载荷试验运动跟踪上的全新探索
2023-01-16 19:50·QuantumDesign研究背景
驱动工程行业中的部件需要测试多种机械特性，例如，需要检查齿轮箱的长期平滑度、同步性、齿隙、扭转刚度、摩擦行为和机械弹性[1，2]。测试实验室通常配备各种测试台，以便于在接近真实世界的条件下分析齿轮，确定并确保其技术特性。WITTENSTEINalpha是attocube母公司WITTENSTENSE的战略业务部门，负责精度需求超高的机电伺服驱动系统的开发和机械生产。WITTENSTEIN在垂直线性运动测试台上使用了attocube的皮米精度激光干涉仪-IDS3010。IDS3010能够提供皮米分辨率，1MHz的数据输出，可有效帮助测试齿轮齿条传动系统中行星齿轮箱机械参数的长期稳定性。QuantumDesign-皮米精度激光干涉仪-IDS3010
实验装置试验台包含沿垂直轴移动的400kg负载质量。该负载与齿轮齿条系统相连，齿轮齿条系统由WITTENSTEINalpha齿轮箱和伺服电机驱动组成。传统的玻璃标尺在精度、灵活性和检测高频振动方面十分受限，无法收集该测试台所需的所有数据。为了更好地了解变速箱的性能，需要精度更高且易于集成到现有装置中的设备。皮米精度激光干涉仪-IDS3010具有皮米级精度、紧凑的传感器头和模块化设计、通过光纤传输激光等特性，工程师将其集成到装置中并实现了快速安装和快速对齐。在开始整合两小时内，使用IDS3010在整个0.747米的工作范围内完成了首次测量。图1显示了测试台，包括安装在400kg重量上的角锥棱镜和M12/C7.6准直传感器头，同时以1MHz带宽从IDS3010读取模拟Sin/Cos数据。Figure1:Testbenchformechanicalloadtestsofagearbox测试结果分析图2显示了工作范围内几个周期的位移数据。如下图（a）所示，循环结果接近正弦曲线；图（b）是运动的转折点放大的曲线数据。高分辨率位移数据为同步和传动误差的齿轮箱行为提供了新证据。探索纳米级细节的能力为频率和运动分析提供了新的机会。通过IDS3010和进一步优化，可以可视化完成行星齿轮箱中单齿的影响。此外，如图（e）所示，两种方法的差异表明，玻璃尺读数提供的测量数据准确性较差。两个信号之间差异的周期性明显，表明不是由于噪声或变化造成的数据误差，而是因为玻璃尺编码器位于远离感兴趣的测量点和玻璃刻度不精确。此外，IDS3010及其光学组件具有更明显的优点，例如紧凑的传感器头和质量可忽略的角锥棱镜。Figure2:Displacementdataoftheweightmovedbythegearbox.(a)showsthepositionofthemassthatwasmeasuredwiththeIDS3010.(b)isa160000timesmagnifiedsegmentofa)toshowtheprecisionoftheinterferometricmeasurement.(c)isthespeedmeasurementoftheweightmovementobtainedfromthedataofa).(d)isthesamemeasurementasa)butwithanopticallinearencoder–whichlookssimilaruntilonelooksatthedetailofthedifference–asseeninplot(e).结论综上所述，IDS3010提高了测试台的精度和分辨率。基于激光的测量和小型化组件对无限接近感兴趣的点进行测量成为可能，且不会影响整个装置的运动行为。这使得测试和开发工程师能够确定更多无法使用玻璃尺检测到的机械和摩擦现象。此外，IDS3010紧凑的设计、易于安装和快速对准的特性，允许在一个实验室内的多个测试台上灵活应用和集成。由于IDS3010可测量长达5米的工作距离，多达三个的光轴，因此干涉仪也可用于更大的测试台。References[1]R.Russo，R.Brancati，E.Rocca:“Experimentalinvestigationsabouttheinfluenceofoillubricantbetweenteethonthegearrattlephenomenon”，JournalofSoundandVibration，Volume321，Issues3-5，2009，Pages647-661.[2]Y.Chen，A.Ishibashi:“InvestigationoftheNoiseandVibrationofPlanetaryGearDrives”，GEARTECHNOLOGY，Jan/Feb2006.设备咨询如您对我们的设备或者技术感兴趣，欢迎点击下方链接或私信我们，获取更多设备信息！QuantumDesign-皮米精度激光干涉仪-IDS3010
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