皮米精度位移激光干涉器 返回列表頁

皮米精度位移激光干涉器-attoFPSensor

    attocube公司生產(chǎn)的皮米精度位移激光干涉器-attoFPSensor充分滿足了高分辨位移與定位的工業(yè)和科研需要，其緊湊的設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性可以在環(huán)境中使用，在大的位移測(cè)量范圍內(nèi)，達(dá)到25pm的位移分辨率和10MHz的采樣速率，應(yīng)用范圍遍及閉環(huán)掃描器校準(zhǔn)、樣品或模塊位移、加工業(yè)、引擎位移探測(cè)等領(lǐng)域。

attoFPSensor產(chǎn)品特點(diǎn)

+ 簡單易用，attoFPSensor自動(dòng)軟件控制與校準(zhǔn)

+ 測(cè)量速度快，attoFPSensor定位樣品采樣帶寬10MHz，分辨率25pm

+ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集界面，attoFPSensor利用Ethernet或HSSL實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)輸出

+ 多軸同時(shí)測(cè)量，attoFPSensor配有獨(dú)立的三軸定位器，允許同時(shí)位移測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、和定位輸出

+ 精度*，attoFPSensor鎖定分子吸附頻率做參考值，得到的定位信息具有測(cè)量學(xué)意義

+ 世界上小體積的位移測(cè)量干涉器，15mm直徑和12mm長

attoFPSensor技術(shù)特點(diǎn)

+ 多維度位移干涉器

+ 完備的系統(tǒng)配置

+ 實(shí)時(shí)數(shù)字化界面

+ 高速FPGA控制單元

+ 10MHz采樣速率

+ 大1m/s樣品位移速率，可選配更快速率

+ 基于單模光纖的探測(cè)器

+ 兼容真空與環(huán)境

attoFPSensor*優(yōu)勢(shì)

+ 高帶寬位移探測(cè)

+ 閉環(huán)位移控制

+ MHz范圍內(nèi)的振動(dòng)測(cè)量

+ 目標(biāo)樣品熱負(fù)載<75uW

+ 探測(cè)器無需進(jìn)行電子器件鏈接

+ 工業(yè)化設(shè)計(jì)

+ 極其可靠與穩(wěn)定

設(shè)備選件

激光探頭技術(shù)參數(shù)表

FPS系列激光干涉儀可提供不同型號(hào)探頭（探頭尺寸，光斑大小不同）。

探頭直徑范圍：1.2mm – 22mm。典型準(zhǔn)直激光光斑：1.6mm， 典型聚焦激光光斑：70 mm。

低工作溫度：10mK, 1E-10mBar超高真空適用, 10MGy強(qiáng)輻射環(huán)境適用。

激光探頭	型號(hào)	尺寸mm  (直徑與長)	工作距離 (低反射，高反射材料）	激光類型 （聚焦、準(zhǔn)直）	光斑大小
	D1.2/F7	Ø 1.2; 7.5	5-9 mm 30-45 mm	聚焦， 焦距7mm	70μm@7mm
	D4/F8	Ø 4; 11.5	6-10 mm 15-30 mm	聚焦， 焦距8mm	70μm@8mm
	D4/F13	Ø 4; 11.5	11-15 mm 30-45 mm	聚焦， 焦距13mm	70μm@13mm
	D12/F2.8	Ø 12; 32.3	2.8 mm	聚焦， 焦距2.8mm	2μm@2.8mm
	M12/C1.6	Ø 14; 17.4	0-1000 mm	準(zhǔn)直	1.6mm
	M15.5/C1.6	Ø 22; 20.6	0-1000 mm	準(zhǔn)直	1.6mm
	M12/C7.6	Ø 14; 49.3	0-5000 mm	準(zhǔn)直	7.6mm

應(yīng)用案例：

■  激光干涉儀檢測(cè)納米精度位移臺(tái)

    誤差在實(shí)際生產(chǎn)中的存在可能導(dǎo)致?lián)p失以及客戶對(duì)產(chǎn)品信心的丟失。光學(xué)傳感器可以在質(zhì)量檢測(cè)中幫助減少誤差產(chǎn)生提高成品率。attocube激光干涉儀是理想的可在各個(gè)領(lǐng)域提供高精度探測(cè)來減少誤差的一種光學(xué)傳感器。

    作為納米精度位移臺(tái)供應(yīng)商的德國attocube公司，對(duì)位移臺(tái)的精密移動(dòng)的測(cè)量與鑒定是一個(gè)非常重要的任務(wù)。例如，下圖左，ECS3030型號(hào)的線性位移臺(tái)可在真空中進(jìn)行位移。ECS3030位移臺(tái)的行程是20mm。技術(shù)參數(shù)要求的是可重復(fù)精度小于50nm。利用attocube激光干涉儀對(duì)位移臺(tái)上樣品進(jìn)行測(cè)量，位移臺(tái)被程序控制來回往復(fù)移動(dòng)1mm,在20mm的行程內(nèi)在多個(gè)不同地點(diǎn)進(jìn)行來回往復(fù)移動(dòng)。測(cè)量結(jié)果如下圖中所示。通過分析，左圖中的數(shù)據(jù)提取的偏差值是13.2nm，下圖右數(shù)據(jù)的直方圖顯示標(biāo)準(zhǔn)差是13nm。因此，位移臺(tái)的可重復(fù)性技術(shù)指標(biāo)是合格的。

    通過使用attocube激光干涉儀可以實(shí)施對(duì)于納米精度位移臺(tái)ECS3030的全自動(dòng)測(cè)量。這已經(jīng)是德國attocube公司對(duì)于位移臺(tái)的質(zhì)量檢測(cè)手段。并且，這樣一個(gè)簡便與實(shí)用的傳感器可以直接集成到生產(chǎn)線中去提供高產(chǎn)出的質(zhì)量檢測(cè)。

■  激光干涉儀組建高精度X射線顯微鏡

    同步輻射中心具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，生物科技（蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)），醫(yī)學(xué)研究（微生物），工程研究（裂紋的變化觀測(cè)），*材料（納米結(jié)構(gòu)測(cè)量）等。以上應(yīng)用需要高精度去驅(qū)動(dòng)聚焦鏡，樣品，光學(xué)狹縫等物品（下圖左），這樣的機(jī)械結(jié)構(gòu)需要減少熱漂移與定位誤差。

    德國attocube公司的激光干涉儀具備皮米精度分辨率，激光探頭可在真空環(huán)境中使用，是同步輻射研究的良好選擇。在現(xiàn)有激光探頭中，標(biāo)準(zhǔn)激光探頭M12是已經(jīng)被證實(shí)可以在輻射環(huán)境中使用（大10MGy)。美國布魯克海文實(shí)驗(yàn)室E. Nazaretski等人結(jié)合attocube激光干涉儀與納米精度位移臺(tái)搭建了X射線掃描成像顯微鏡（下圖中）。通過attocube激光干涉儀作為實(shí)時(shí)檢測(cè)與反饋位移臺(tái)移動(dòng)的工具，科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了0.5nm的步進(jìn)掃描（下圖右）。并且，在真空環(huán)境中，系統(tǒng)的熱漂移達(dá)到了2nm/h。

    綜上所述，高精度的X射線顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)納米精度掃描成像，是實(shí)現(xiàn)硬X射線區(qū)域光學(xué)研究的有力工具。該顯微鏡使得X射線熒光光譜納米精度成為了現(xiàn)實(shí)。

參考文獻(xiàn)：E. Nazaretski , et.al. J. Synchrotron Rad. (2015). 22, 336–341

■  激光干涉儀無損探測(cè)軸承誤差

    旋轉(zhuǎn)物體的運(yùn)動(dòng)誤差分析是高精度機(jī)械工程領(lǐng)域的一個(gè)主要興趣之一。如果是高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，甚至1納米的誤差就會(huì)產(chǎn)生不想要的振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)誤差。因此，納米精度的運(yùn)動(dòng)誤差監(jiān)測(cè)是機(jī)械工程領(lǐng)域前沿的重要研究課題。一個(gè)主要的難題是：如何減小運(yùn)動(dòng)誤差？

為了減小誤差，首先需要測(cè)量誤差。

    德國attocube公司的激光干涉儀可以提供一個(gè)無損，緊湊并且一插即用的解決方案。通常的線性位移測(cè)量需要一個(gè)平整的表面，而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，遇到的是一個(gè)曲面（右圖上）。attocube激光干涉儀測(cè)量的是一個(gè)直徑為10mm的電動(dòng)轉(zhuǎn)子。由于attocube激光干涉儀的探頭具有較大的容忍角度，激光探頭很容易完成了校準(zhǔn)并開始進(jìn)行測(cè)量。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為2160轉(zhuǎn)每秒，兩個(gè)激光探頭對(duì)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行了測(cè)量。右圖下顯示的為測(cè)量結(jié)果，紅色實(shí)線為平均位置，而虛線顯示了誤差為5微米的兩個(gè)圓環(huán)。黑色實(shí)現(xiàn)為實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。

    德國attocube公司的激光干涉儀軟件使用界面友好，可提供亞納米級(jí)別的運(yùn)動(dòng)誤差校正方案。即使是新用戶，對(duì)于其激光干涉儀的使用也會(huì)很快熟悉。

參考文獻(xiàn)：Review of scientific instruments, 84, 035006 (2013)

■  激光干涉儀校正極低溫非線性掃描

    通常掃描臺(tái)在室溫下掃描50微米 x 50微米的范圍時(shí)候不會(huì)有顯著的非線性效應(yīng)。但是當(dāng)在極低溫環(huán)境（4K或更低）中，壓電陶瓷本身的性能發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生下圖右中的非線性掃描現(xiàn)象。

    通過德國attocube公司的激光干涉儀，可以在極低溫環(huán)境下使用激光探頭對(duì)掃描臺(tái)的掃描運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)（高速掃描）。結(jié)合對(duì)掃描臺(tái)的施加電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋控制，可解決低溫下非線性掃描問題。

 測(cè)試數(shù)據(jù)：

■  長時(shí)間使用仍可保持picometer穩(wěn)定度和精度

attoFPSensor具有*的信號(hào)穩(wěn)定性，如上圖時(shí)間與位移變化的關(guān)系所示：

在20mm工作距離下，其2σ為0.286nm

在70mm工作距離下，其2σ為0.530nm；

在120mm工作距離下，其2σ為1.035nm

■  探測(cè)目標(biāo)振動(dòng)簡單可靠

    attoFPSensor不僅是功能強(qiáng)大的實(shí)時(shí)位移探測(cè)設(shè)備，而且它還是一個(gè)振動(dòng)器。上圖是測(cè)量attocube位移器ANPxyz得到的結(jié)果。

用戶單位：

    attocube公司產(chǎn)品以其穩(wěn)定的性能、*的精度和良好的用戶體驗(yàn)得到了國內(nèi)外眾多科學(xué)家的認(rèn)可和肯定，在范圍內(nèi)有超過了4000多位用戶。attocube公司的產(chǎn)品在國內(nèi)也得到了低溫、超導(dǎo)、真空等研究領(lǐng)域*科學(xué)家和研究組的歡迎......

國內(nèi)部分用戶：

國外部分用戶：