Интерферометр

Сообщение №2150 от Slonic 12 февраля 2007 г. 12:41
Тема: Интерферометр

Необходимо измерять механическое смещение некой детали в диапазоне несколько сот микрон с точностью 1 нм.

Подскажите, пожалуйста, есть ли готовые (бюджетные) решения такой задачи или какие существуют стандартные подходы, чтобы не изобретать велосипед с нуля.


Отклики на это сообщение:

> Необходимо измерять механическое смещение некой детали в диапазоне несколько сот микрон с точностью 1 нм.

Есть точность и есть чувствительность. Не может быть точность равна 1 нм при диапазоне измерения в "несколько сот микрон". Возможно речь идёт о чувствительности.


> Необходимо измерять механическое смещение некой детали в диапазоне несколько сот микрон с точностью 1 нм.

> Подскажите, пожалуйста, есть ли готовые (бюджетные) решения такой задачи или какие существуют стандартные подходы, чтобы не изобретать велосипед с нуля.

Можно иметь точность 1 мкм на 1 м (6 порядков, однако!). Но я согласен с Jim'ом. "Поймать" 1 нм на 100 мкм - оптическими методами практически нереально. Вы сначала добейтесть от направляющих, по которым движется объект, такой точности. Уйдите от возмущающих влияний (вибрации, температурный дрейф).
Говорить о бюджетных/стандартных решениях подобной задачи - значит обманывать самого себя. Денег, денег и ещё денег!


>Вы сначала добейтесть от направляющих, по которым движется объект, такой точности. Уйдите от возмущающих влияний (вибрации, температурный дрейф).

действительно проблема. Просто поиском пробить такие моторчики (если задача перемещать по направляющим!), причем не шаговых, а постоянных, с контролем каким то. То что мы нашли для томографа вроде менее 1 мкм обеспечивается (ссылки не найти), но качество механики! Вертится, дрожит, шумит. Есть надеждана алгоритмы и разрешение 20-30 мкм для низкой апертуры объективом и вообще как модель.

> Говорить о бюджетных/стандартных решениях подобной задачи - значит обманывать самого себя. Денег, денег и ещё денег!

Думаю же, что в вопросе стоимт задача нечто типа контроля температурных расширений или контроля какого нибудь конвейера с бумагой. Для этих целей есть решения спекл-интерферометрические, но в одном лазере понятно лямбда пополам, брать два с лямбдаодинлямбда да делить на лямбдаодин плюс лямбда два сложнее, при этом при неравенстве плечей надо стабилизированные лазеры а это "денег, денег и еще больше денег" :-)

Да и алгоритмы...пробовали алгоритм Каре по контролю перемещения наиболее яркого спекла, двухволновая тоже не такая простая. что тоо получается, но 1 нм это по моему имхо недостижимо. Это фазу так надо отслеживать, а всякие случайные колебания явно болеее 1 нм - и весь сигнал будет гулять туда-обратно.
Будем разбираться далее, так как жутко охота более менее серьезный макетик такой сделать.

Кстати, в "деньги" и цену камеры надо заложить. :-)

ИМХО такое - дело это ыв целом перспективное, судя просто по публикациям на заданную тему. Цена вопроса недешевая, но при надежном таком приборе за ценой не постоят - больно уж лакомо мерить в динамике субмикронные отклонения. Пока лямбда пополпм у нас реально 300 нм, говорить о 1 нм рановато...хотя вроде кто то писал, что какие мат. алгоритмы приводятся.

Есть ли сейчас готовые решения - наверное, есть, не попадались на глаза, но бюджетность их относительная.


Интерферометр нужен для калибровки другого прибора, никакого конвейера с бумагой нет и к скорости измерения тоже особых претензий нет. Но то, что вся механика будет дрожать существенно больше 1нм - это факт, и как с ним бороться пока не знаю. Если будут какие-то новости по данному вопросу буду рад услышать. Всем спасибо.


Есть компания renishaw она специализируется на таких измерениях, в основе прибора интерферометр со счетом полос. Рекламируют точность до 10 нм.
http://www.renishaw.ru/client/product/Russian/PGP-518.shtml
В принципе они дают прибор на прокат или приезжают меряют сами,- это дешевле, да и проконсультировать могут.
А вообще в нашем интерференционном микроскопе есть столик и шаги мерялись с точностью гораздо выше (вообще определяется шумом <1нм и стабильностью лазера). Если двигать медленно, то диапазон может быть почти любой, просто при скачке полос надо добавлять лямда/2.


> А вообще в нашем интерференционном микроскопе есть столик и шаги мерялись с точностью гораздо выше (вообще определяется шумом <1нм и стабильностью лазера). Если двигать медленно, то диапазон может быть почти любой, просто при скачке полос надо добавлять лямда/2.

Снова, не нужно путать точность с чувствительностью. Даже если мы считаем полосы, то нужно учитывать температурные дрейфы размеров интерферометра и частоты излучения, неперпендикулярность луча поверхности, шероховатость поверхности и т.д. Скажем от моего дома до ближайшей станции метро 1537821 метр, а до ближайшего леса - 5735817 метров. Вопрос лишь в том, что считать расстоянием до леса и что будет с этим расстоянием, если наш "дальномер" будет направлен на другую опушку.


что отсчеты в принципе можно брать с таким малым шагом, что для меня кстати интересный факт, но получить ТОЧНОЕ значение и сопоставить его с реальным объектом задача сложная.
Ну и вопрос воспроизводимости также встает на первый план, при наведении на ту же самую опушку, но только во вторник и среду, получим ли мы такое же значение?


Точность есть величина обратная погрешности.
Чувствительность это вроде производная характеристики.. А что считать расстоянием вопрос казуальный. Но шумы-то низвести до эквивалента в 0,1 нм можно:).

> > А вообще в нашем интерференционном микроскопе есть столик и шаги мерялись с точностью гораздо выше (вообще определяется шумом <1нм и стабильностью лазера). Если двигать медленно, то диапазон может быть почти любой, просто при скачке полос надо добавлять лямда/2.

> Снова, не нужно путать точность с чувствительностью. Даже если мы считаем полосы, то нужно учитывать температурные дрейфы размеров интерферометра и частоты излучения, неперпендикулярность луча поверхности, шероховатость поверхности и т.д. Скажем от моего дома до ближайшей станции метро 1537821 метр, а до ближайшего леса - 5735817 метров. Вопрос лишь в том, что считать расстоянием до леса и что будет с этим расстоянием, если наш "дальномер" будет направлен на другую опушку.


> Необходимо измерять механическое смещение некой детали в диапазоне несколько сот микрон с точностью 1 нм.

> Подскажите, пожалуйста, есть ли готовые (бюджетные) решения такой задачи или какие существуют стандартные подходы, чтобы не изобретать велосипед с нуля.

Есть - смотрите каталог немецкой фирмы PI. Измерения делаются с помощью пьезокерамики ( с "обратной связью" ). В России пьезокерамику еще возможно
можно купить (Зеленоград) а устроиство - нет. МЭНЭДЖЕРЫ все разрушили


> Необходимо измерять механическое смещение некой детали в диапазоне несколько сот микрон с точностью 1 нм.

> Подскажите, пожалуйста, есть ли готовые (бюджетные) решения такой задачи или какие существуют стандартные подходы, чтобы не изобретать велосипед с нуля.
Вроде бы профилометры ZYGO i WYCO обеспечивают нужные вам параметры. Но бюджетными их не назовешь :-)


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100