纳米级位移测量技术服务放心可靠

  从20世纪50年代至70年代，栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的测量和周期外的增量式测量结合起来，测量单位不是像激光一样的光波波长，而是通用的米制(或英制)标尺。多轴联动数控系统的精度主要从单个伺服轴的运动控制精度和联动轴耦合轮廓精度2方面来评价。它们有各自的优点，相互补充，在竞争中都得到了发展。但光栅测量系统的综合技术性能优于其它4种，而且其制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展***快，技术性能很很高场占有率较高，产业很大。在栅式测量系统中，光栅的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨率已覆盖微米级、亚微米级和纳米级；测量速度从60m/min至480m/min。测量长度从1m、3m至30m和100m。

多轴联动数控系统 的精度主要从单个伺服 轴的运动控制精度和联 动轴耦合轮廓精度 2 方 面来评价。此外，传感器采用了高科技材料和***的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。对于单个伺服轴的运动 控制，当要求的运动精度达到纳米级 时，传统的超精密机床传动方式在 低速、微动状态下表现出强非线性特 性，常规的运动控制策略已经很难保 证伺服系统实现理想的纳米级随动 精度。

此外，多轴联动系统的轮廓误差 由各伺服轴的运动误差耦合得到， 耦 合误差的建模及各轴相应的补偿控制量的计算都需要大量的齐次坐标 变换运算，这为实际的多轴联动耦合 控制器的设计带来了很大的不便。报告显示，我国在纳米科技领域已形成一批达到世界***水平的优势研究方向和团队。 智能控制理论与方法将可能为此问 题提供理想的解决方法。此外，要实 现多轴联动纳米级轮廓控制精度， 还 有一个不可忽视的问题，即联动轴的 同步问题。同步精度的高低直接影 响到系统的轮廓跟踪精度。严格意 义上的多轴伺服系统同步涉及到复 杂的数控和伺服系统接口规范的制 定。目前，在可以实现亚微米级加工 的高ji多轴联动超精密数控机床研 制方面，我国尚未取得突破性进展。 至于可实现大型复杂曲面，特别是自 由曲面的纳米级超精密加工的五轴 联动机床，至今仍是一个世界上尚未 解决的难题。

　提高分辨力一直是光刻技术发展的主旋律，由瑞利公式R=K1λ/NA可知，缩短波长是提高分辨力的有效手段。每次更短波长光刻的应用，都促使集成电路性能得到极大提升。

　光电所采用三角法测量，Z向位移转化为标记光栅与检测光栅横向位移ΔX，通过两光路的信号比对横向位移量ΔX进行检测，实现检焦。假设间隙由于纳米颗粒的运动而改变，使得等离子体激元的固有频率或谐振更接近于激光的频率。该方法的两光路结构设计相同，两信号相位相差，利用两光路的信号比求解硅片的离焦量，消除了光强波动的影响，实现了纳米级的检焦精度。