壓電納米掃描系統(tǒng)在干涉測量系統(tǒng)中的應(yīng)用！
干涉測量
干涉測量是基于電磁波的干涉理論，通過檢測相干電磁波的干涉圖樣、頻率、振幅、相位等屬性，將其應(yīng)用于各種相關(guān)測量的技術(shù)的統(tǒng)稱。用于實現(xiàn)干涉測量術(shù)的儀器被稱作干涉儀。在當(dāng)今科研領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域等，干涉測量術(shù)都發(fā)揮著重要作用，包括天文學(xué)、光纖光學(xué)、工程測量學(xué)等。
在干涉測量中常用的工具是邁克爾遜干涉儀，一般可將相干光源的單條入射光束分成兩條相同的光束。每條光束的傳播路徑（稱為光程）不同，并在到達(dá)探測器之前重新會合。每條光束的傳播距離不同使它們之間產(chǎn)生相位差。該相位差形成了可通過探測器捕獲的干涉條紋。如果單條光束沿兩個光路分開（測量光路和參考光路），則利用相位差便可判斷出所有可改變光束相位的因素。
邁克爾遜干涉儀原理圖
干涉物鏡
干涉物鏡就是將顯微鏡物鏡與干涉儀結(jié)合起來設(shè)計而成的一種特殊的顯微鏡物鏡。它的原理是一束光通過分光鏡后，將光直接射向樣品表面和內(nèi)置反光鏡，從樣品表面反射的光線和內(nèi)置反射鏡反射的光線再結(jié)合，就產(chǎn)生了干涉圖案。
干涉物鏡可用在非接觸光學(xué)壓型測量設(shè)備上，通過此物鏡可得到表面位圖和表面測量參數(shù)等，也可用來檢測表面粗糙度，測量精度非常高，在一個波長之內(nèi)。
三種干涉物鏡結(jié)構(gòu)圖
Michelson型
Mirau型
Linnik型
壓電納米定位掃描系統(tǒng)應(yīng)用于多軸籠式干涉系統(tǒng)
系統(tǒng)實物圖
在系統(tǒng)工作時，通過納米移動臺驅(qū)動待測樣本表面在垂直方向上均勻、緩慢、連續(xù)運(yùn)動，改變測量光路與參考光路的光程差。
垂直掃描的過程中，相機(jī)依次獲取一系列的白光干涉圖，通過三維形貌恢復(fù)算法計算并定位出每個像素點的零光程差位置，即可得到相應(yīng)的高度信息，從而恢復(fù)出待測表面的三維形貌。
通過下面兩個視頻可觀察到，當(dāng)驅(qū)動微納米移動臺帶動樣本在垂直方向上進(jìn)行掃描時，相機(jī)采集到的白光干涉條紋隨著移動臺的掃描而發(fā)生位移。
在該系統(tǒng)中采用的是芯明天P70.Z8S壓電納米掃描臺，它的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)如下。
型號：P70.Z8S（直驅(qū)機(jī)構(gòu)）
運(yùn)動自由度：Z
行程范圍：8μm（@150V）
傳感器類型：SGS
閉/開環(huán)分辨率：1/0.6 nm
閉環(huán)線性度：0.25 %F.S.
閉環(huán)重復(fù)定位精度： 0.16%F.S.
俯仰/偏航/滾動：<10 μrad
承載能力：200 g
閉環(huán)響應(yīng)時間：20ms
空載諧振頻率：3.6 kHz
加載諧振頻率：1.5kHz（200g）
靜電容量：1.6 μF
重量：128.5 g
17051647888
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