激光双法-珀干涉纳米测量系统总体设计

陈本永; 朱若谷; 吴昭同

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激光双法-珀干涉纳米测量系统总体设计

陈本永 , 朱若谷 , 吴昭同

文章导航 > 激光技术 > 2000 > 24(6): 379-384

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激光双法-珀干涉纳米测量系统总体设计

1.
浙江大学机械系精密测量教研室, 杭州 310027;
2.
中国计量学院计测系精仪教研室, 杭州 310034

作者简介: 陈本永,男,1965年12月出生。博士研究生。目前主要从事纳米测量技术方面的研究。.

基金项目:
国家自然科学基金资助

Design of a nano-measurement system based on dual Fabry-Perot interferometer

1.
Dept. of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027;
2.
Dept. of Metrology & Measurement, China Institute of Metrology, Hangzhou, 310034

摘要: 设计了一套集光、机、电为一体的新型纳米测量系统:以激光为光源、双法珀干涉仪及轻拍式探针为纳米传感部件、以柔性铰链机构的微动工作台为纳米扫描测试系统,并采用计算机数字PID实时控制处理;提出了通过测量双法珀干涉仪透射光强基波幅值差或基波等幅值过零时间间隔的方法进行纳米测量的理论基础;理论分析了检测探针振动的方法;给出了基于柔性铰链机构的微动工作台的有限元设计新方法;设计了以电容传感器为精密位置反馈的PID闭环控制系统,解决了压电陶瓷等元件对系统造成的非线性影响;对系统误差进行了分析。
- 纳米测量 /
- 双法-珀干涉仪 /
- 轻拍式探针 /
- 柔性铰链微动工作台 /
- PID闭环控制
Abstract: A new nano-measurement system with laser, dual Fabry-Perot interferometers (DFPI), tapping stylus, flexure hinge stage and digital PID real-time computer control system is systematically designed. The theoretical basis of the nano-measurement system, using the measurement of amplitude difference or equal amplitude time interval of DFPI transmission wave, is proposed. The method of detection of tapping stylus vibration is theoretically analyzed. The finite element analysis method of small distance stage based on flexure hinge structure is proposed. The digital PID closed loop control system with the feedback signal of capacitance position sensor is applied, the system nonlinear influence caused by piezoelectricity element was solved. Finally, system error is analyzed.

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激光双法-珀干涉纳米测量系统总体设计

作者简介: 陈本永,男,1965年12月出生。博士研究生。目前主要从事纳米测量技术方面的研究。

1. 浙江大学机械系精密测量教研室, 杭州 310027;
2. 中国计量学院计测系精仪教研室, 杭州 310034

收稿日期: 1999-10-09
录用日期: 1999-10-09
网络出版日期: 2000-11-25

基金项目: 国家自然科学基金资助

关键词:

摘要: 设计了一套集光、机、电为一体的新型纳米测量系统:以激光为光源、双法珀干涉仪及轻拍式探针为纳米传感部件、以柔性铰链机构的微动工作台为纳米扫描测试系统,并采用计算机数字PID实时控制处理;提出了通过测量双法珀干涉仪透射光强基波幅值差或基波等幅值过零时间间隔的方法进行纳米测量的理论基础;理论分析了检测探针振动的方法;给出了基于柔性铰链机构的微动工作台的有限元设计新方法;设计了以电容传感器为精密位置反馈的PID闭环控制系统,解决了压电陶瓷等元件对系统造成的非线性影响;对系统误差进行了分析。