检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2016年第6期37卷 1210-1217页

作者：张德福李显凌葛川倪明阳郭抗中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心长春130033

针对光学精密工程中位移检测问题,研制了一种电容式位移传感器线性度标定装置。阐明了标定装置的组成和标定方法的原理,该装置采用运动轴、测量轴和传感轴三轴共线的设计方案,从测量原理上降低了阿贝误差。基于伪刚体模型和拉格朗日方... 详细信息

针对光学精密工程中位移检测问题,研制了一种电容式位移传感器线性度标定装置。阐明了标定装置的组成和标定方法的原理,该装置采用运动轴、测量轴和传感轴三轴共线的设计方案,从测量原理上降低了阿贝误差。基于伪刚体模型和拉格朗日方程建立了机构位移、刚度、强度和固有频率的理论模型,为机构优化设计提供理论依据。计算和仿真结果表明理论模型和有限元分析误差分别为3.764%、3.908%、14.842%和2.666%。试验结果表明行程测试值与理论值、有限元计算值的误差分别为9.254%和13.524%,刚度测试值与理论值、有限元计算值的误差分别为8.472%和11.914%。标定后传感器测试线性度由0.057 48%提高至0.004 39%,测试精度改善明显,能够满足光学精密位移测试需求。表明所搭建的标定装置有效,且建立的机构理论模型和分析方法可信。

关键词：柔性机构伪刚体模型传感器线性度标定

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电容式位移传感器的线性度标定与不确定度评定

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光学精密工程 2015年第9期23卷 2546-2552页

作者：葛川张德福李朋志郭抗李佩玥杨怀江中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

由于光刻投影物镜装调中电容传感器的线性度指标不能够满足位移调节精度的需求,本文提出了一种提高电容传感器测量线性度的方法。该方法采用压电驱动器提供位移进给;采用高精度激光测长干涉仪校准电容传感器的线性度,提供位移反馈以保... 详细信息

由于光刻投影物镜装调中电容传感器的线性度指标不能够满足位移调节精度的需求,本文提出了一种提高电容传感器测量线性度的方法。该方法采用压电驱动器提供位移进给;采用高精度激光测长干涉仪校准电容传感器的线性度,提供位移反馈以保证运动控制精度。采用高阶曲线拟合方法得到拟合系数对传感器线性度进行在线标定;对标定实验中的环境、安装、机构以及控制等进行不确定度分析与评定以保证电容传感器的线性度测量精度;最后进行电容传感器线性度的标定实验。实验结果表明:本文提出的线性度标定方法能够减小各误差项对于测量结果的影响,标定后传感器线性度由0.047 14%提高至0.004 84%,近一个数量级,并且线性度重复性较高,重复性偏差为0.38nm,全行程内线性度的合成不确定度为5.70nm,能够满足光刻物镜中位移控制精度的需求。

关键词：电容传感器位移传感器标定线性度不确定度光刻投影物镜

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高精度光学平板在三点支撑下自重变形的研究

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光学学报 2015年第12期35卷 149-157页

作者：武东城高松涛吴志会彭石军曲艺苏东奇苗二龙中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

影响高精度光学元件重要的因素之一是支撑结构。主要研究了在三点支撑下,自重变形量与口径和厚度的关系。采用数值分析、有限元法(FEM)模型与实验验证相结合的方法完成对三点支撑下自重变形量的研究。采用薄板理论推导了在三点支撑下,... 详细信息

影响高精度光学元件重要的因素之一是支撑结构。主要研究了在三点支撑下,自重变形量与口径和厚度的关系。采用数值分析、有限元法(FEM)模型与实验验证相结合的方法完成对三点支撑下自重变形量的研究。采用薄板理论推导了在三点支撑下,重力变形与口径、厚度的关系;采用有限元法分析了一系列不同厚度、不同口径的平面镜自重变形大小;利用实验验证了模型的正确性。在薄板理论模型基础上,完善了自重变形与不同材料、口径、厚度、形状的变形函数,为快速计算出三点支撑下的自重变形提供理论依据。

关键词：光学器件三点支撑自重变形有限元法

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电容传感器线性度标定平台

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光学精密工程 2016年第1期24卷 143-151页

作者：张德福葛川李显凌倪明阳郭抗中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

设计了一种电容位移传感器在线标定平台,用于位移的高精度调节和检测。该平台的运动对称中心轴、测量光路的对称中心轴和传感器的传感轴共轴,故从测量原理上减小了阿贝误差。标定平台具有z/tip/tilt调节功能,保证了传感器的传感面和被... 详细信息

设计了一种电容位移传感器在线标定平台,用于位移的高精度调节和检测。该平台的运动对称中心轴、测量光路的对称中心轴和传感器的传感轴共轴,故从测量原理上减小了阿贝误差。标定平台具有z/tip/tilt调节功能,保证了传感器的传感面和被测面板的被测面之间的装调对准。介绍了标定平台的组成和标定方法的原理,采用对称平行四边形机构实现了微位移调节,基于柔度矩阵法(CMM)分析了导向机构的输出柔度和行程。试验测得动平台行程为735.162μm,和有限元法(FEM)、CMM计算结果的误差分别为7.410%和4.633%,满足行程误差要求。经过标定补偿后,传感器的线性度由0.014 21%提高至0.006 231%。实验结果显示,该线性度标定方法精度高,标定后的传感器满足位移精密调节机构使用要求。

关键词：电容传感器线性度标定标定平台柔度矩阵

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基于指数法评估激光量热仪吸收测量不确定度

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光学精密工程 2016年第2期24卷 278-285页

作者：谷勇强张立超武潇野梅林时光中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

为了掌握熔石英样品在紫外波段的吸收特性,研究了精确评估激光量热仪测量不确定度的方法。介绍了激光量热仪的吸收测量原理,选用指数法对吸收测量数据进行了拟合;通过分析各吸收率测量结果的影响分量,建立了测量不确定度评估模型;对各... 详细信息

为了掌握熔石英样品在紫外波段的吸收特性,研究了精确评估激光量热仪测量不确定度的方法。介绍了激光量热仪的吸收测量原理,选用指数法对吸收测量数据进行了拟合;通过分析各吸收率测量结果的影响分量,建立了测量不确定度评估模型;对各输入量的估计值以及估计值的标准不确定度逐一进行计算,并对影响吸收率测量结果的拟合计算参数A、γ进行了修正。考虑背景温度漂移对被测样品温度测量的影响,利用Matlab编程分析了线性、非线性温度漂移对吸收计算结果的影响,获得其相对标准不确定度及相对扩展不确定度分别为2.6%和5.2%。最后,更换熔石英基底并进行多次吸收测量,计算了吸收率10次测量结果平均值的相对标准不确定度为2.3%,相对扩展不确定度为4.6%,与评估结果基本相同。

关键词：测量技术激光量热仪指数法吸收测量不确定度温度漂移熔石英

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光刻物镜偏心调节机构抑制耦合误差设计

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光子学报 2015年第9期44卷 29-33页

作者：张德福李显凌东立剑孙振中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心长春130033

为了找出耦合误差产生的根源,探讨了柔性偏心机构设计方法.首先,给出了机构组成和工作原理;然后,基于柔度矩阵法对机构建模,分别推导了桥式位移放大机构、导向机构、连接机构的柔度;最后,综合得到机构的整体柔度.分析结果表明柔度矩阵... 详细信息

为了找出耦合误差产生的根源,探讨了柔性偏心机构设计方法.首先,给出了机构组成和工作原理;然后,基于柔度矩阵法对机构建模,分别推导了桥式位移放大机构、导向机构、连接机构的柔度;最后,综合得到机构的整体柔度.分析结果表明柔度矩阵法得到的输出柔度理论值和有限元法得到的结果误差为8.126%,机构的一阶固有频率为73.78Hz.在40N的驱动力范围内,机构可以实现66.466μm的行程,透镜和机构上的最大应力分别为0.0711 MPa和235.22 MPa,Y/Z/RX/RY/RZ耦合误差和X向行程的比分别为0.0543%、0.0082%、1.218×10-8rad/μm、1.870×10-7rad/μm、6.073×10-7rad/μm.调节后镜片面形PV值优于24nm,RMS值优于5nm,并且主要为像散.通过合理的柔度设计,机构接近完全解耦,揭示了不合理的机构刚度是产生调节耦合误差的根源.

关键词：耦合误差光刻物镜偏心调节机构柔度矩阵法

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用计算全息图检测非球面时的自补偿效应分析

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光学学报 2015年第11期35卷 118-123页

作者：高松涛武东城彭石军苏东奇苗二龙中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

用计算全息图(CGH)检测非球面时,除了设计零位补偿CGH外,还往往设计辅助调节CGH,从而可以利用干涉图来精确调节CGH的位置。针对这种同时具有零位补偿和辅助调节功能的CGH,提出零位补偿CGH和辅助调节CGH之间具有相互补偿效应。针对一高... 详细信息

用计算全息图(CGH)检测非球面时,除了设计零位补偿CGH外,还往往设计辅助调节CGH,从而可以利用干涉图来精确调节CGH的位置。针对这种同时具有零位补偿和辅助调节功能的CGH,提出零位补偿CGH和辅助调节CGH之间具有相互补偿效应。针对一高次非球面,设计了四种不同的CGH配置方案,而后逐一分析了零位补偿CGH和辅助调节CGH之间的补偿效应。分析结果表明,在相同的基板误差的条件下,具有自补偿效应的配置方案的Power项误差小于其他方案的1/40,而球差和高阶球差则小于其他方案的1/70。利用具有自补偿效应的配置方案加工制作了CGH,用此CGH完成了对非球面的加工检测迭代,非球面面形的收敛精度均方根(RMS)达到0.48 nm。

关键词：全息计算全息图(CGH) 非球面检测自补偿效应

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基于重力补偿的立式三平板绝对检测（英文）

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光子学报 2015年第11期44卷 89-93页

作者：苏东奇田伟苗二龙隋永新杨怀江中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密工程研究中心长春130033

为了实现高精度平面面形绝对检测,对传统的立式三平板绝对检测方法进行了重力变形补偿.通过有限元软件仿真了平板在水平放置于工装上的重力变形,并将其加入到平面绝对标定的计算中.把平面标定分成旋转对称项和旋转非对称项分别标定后进... 详细信息

为了实现高精度平面面形绝对检测,对传统的立式三平板绝对检测方法进行了重力变形补偿.通过有限元软件仿真了平板在水平放置于工装上的重力变形,并将其加入到平面绝对标定的计算中.把平面标定分成旋转对称项和旋转非对称项分别标定后进行综合,并与旋转平移绝对检测方法的测量结果进行了对比,去除离焦项对比结果均方根小于1nm.为了进一步验证离焦项的标定,对一平板在不同口径环形支撑下的形变量进行了检测和仿真,对比结果的峰谷值小于9nm,达到较高的离焦项测量精度.实验结果验证了基于重力变形补偿的立式三平板绝对检测方法能够实现立式下平面的高精度绝对检测.

关键词：光学检测绝对检测干涉术重力变形有限元方法计算仿真

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猫眼法绝对测量干涉仪出射波前

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中国激光 2015年第12期42卷 193-198页

作者：苏东奇苗二龙曲艺隋永新中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密工程研究中心吉林长春130033

由于非共光路误差是菲索干涉仪进行高精度检测中最重要的误差因素之一,而非共光路误差是由于非理想的光学系统即干涉仪的出射波前不理想造成的,所以为了测量干涉仪的出射波前来评估干涉仪非共光路误差的大小,提出一种利用干涉仪猫眼位... 详细信息

由于非共光路误差是菲索干涉仪进行高精度检测中最重要的误差因素之一,而非共光路误差是由于非理想的光学系统即干涉仪的出射波前不理想造成的,所以为了测量干涉仪的出射波前来评估干涉仪非共光路误差的大小,提出一种利用干涉仪猫眼位置绝对测量干涉仪出射波前的方法。该方法基于干涉仪自身的面形测量功能,操作非常简单,只需要一块反射镜就能够实现干涉仪出射波前的测量。该方法通过至少三个猫眼位置的测量得到干涉仪出射波前的自身剪切数据,然后通过基于旋转平移的绝对检测算法直接得到干涉仪的出射波前的二维波前数据。实验结果表明:该方面能够实现不包括Power在内均方根(RMS)值约为15 nm的测量精度。该方法能够准确测量干涉仪出射波前,从而评估干涉仪非共光路误差。

关键词：测量光学检测猫眼菲索干涉仪波前

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气囊抛光过程的运动精度控制

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光学精密工程 2015年第8期23卷 2220-2228页

作者：王飞张健彭利荣王高文隋永新中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

针对用于球面、非球面光学元件超精密光学加工的气囊抛光技术,提出了一套控制抛光过程中气囊运动精度的方法。该方法通过控制加工单元的温度,保证抛光过程中设备运动精度达到50μm;使用坐标传递法,使检测数据二维方向对准不确定度达到0.... 详细信息

针对用于球面、非球面光学元件超精密光学加工的气囊抛光技术,提出了一套控制抛光过程中气囊运动精度的方法。该方法通过控制加工单元的温度,保证抛光过程中设备运动精度达到50μm;使用坐标传递法,使检测数据二维方向对准不确定度达到0.30-0.70mm。另外,基于磨头去除量估计与反馈修正法,提高精抛过程面形误差收敛效率。最后,通过磨头探测校准法,将磨头与加工工件法向位置精度提高至10μm。实际抛光实验显示：使用运动精度控制法在280mm口径的平面精密抛光中获得的面形加工精度为0.8nm（RMS）,在160mm口径的凹球面精密抛光中获得的面形加工结果为1.1nm（RMS）,实现了超高精度面形修正的目的,为超高精度球面、非球面光学元件加工提供了一套行之有效的方法。该方法同样适用于其他接触式小磨头数控抛光方法。

关键词：光学加工气囊抛光运动精度球面抛光平面抛光

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