案例分析-直線光柵

案例分析—直線光柵Renishaw光柵尺促進微加工的研究最近，一臺特殊的設(shè)備由Ionoptika公司安裝在了南安普頓大學(xué)，用于研究一項要求極高的應(yīng)用：微加工。Renishaw就是這項研究中高度專業(yè)的供應(yīng)商之一，為納米運動所需的至關(guān)重要的定位提供RG2光柵尺和RGH25超高真空讀數(shù)頭。置身于這個學(xué)科之外的人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)很難理解這樣的工作是如何實現(xiàn)的—例如，Ionoptika的完整公司商標(biāo)能夠被蝕刻在一塊典型的金屬印網(wǎng)掩模上，而商標(biāo)的寬度只有20μm。通過結(jié)合位于Chichester的Heason技術(shù)公司的一臺多軸納米移動樣機平臺，Ionoptika公司已經(jīng)設(shè)計和建造出這一儀器系統(tǒng)。整個集成的微加工設(shè)備被放置在一個真空空間內(nèi)，并安裝在一個與所有外部振動隔絕的高穩(wěn)定性平臺上。Ionoptika公司技術(shù)經(jīng)理AndyBarbe解釋說：“Renishaw的光柵尺和讀數(shù)頭被指定用于這種嚴(yán)格的測量/定位功能，因為它們能夠保證足夠的精度要求。他們也能夠適應(yīng)要求極高的環(huán)境需要—避免‘除氣’問題的影響，超高真空條件需要整個環(huán)境在高達120oC的條件下進行周期性的‘烘干’。”與壓電陶瓷電機的完美匹配多軸、亞微米精度的樣機平臺的一個有趣的特點是，它使用的是壓電陶瓷‘微動’電機?！坝肦enishaw光柵尺和這些電機匹配被證明是非常有效的。”Barber先生說。其結(jié)果是連續(xù)平穩(wěn)運動的同時具有高分辨率、零反向間隙以及高定位精度，這些正是壓電設(shè)備的特點。靈活、集成簡便AndyBarber對RG2線性光柵尺系統(tǒng)（50nm分辨率）結(jié)合完美的鋼帶尺用于這一應(yīng)用沒有確信無疑。“通過在局部圓弧軸上的使用，鋼帶的靈活性得到了充分證明。由于結(jié)構(gòu)小巧、堅固并與超高真空環(huán)境相兼容，RGH25讀數(shù)頭是理想之選。”他說。高重復(fù)定位精度至關(guān)重要為了獲得亞微米級的精度，在一個工件上的線性移動距離可達50mm的系統(tǒng)里，必須具有高分辨率和高重復(fù)定位精度，而光柵正是具有這些關(guān)鍵優(yōu)點。為了證明此項工作的微小級別，他們編寫了一個程序?qū)onoptika公司的商標(biāo)蝕刻在一塊金屬印網(wǎng)掩模上。整個公司的名字被非常完美的復(fù)制在了20微米寬的范圍內(nèi)，這是一個非常精密的系統(tǒng)，而高精度的核心就是Renishaw的光柵尺和讀數(shù)頭。未來發(fā)展根據(jù)南安普頓大學(xué)的ChrisFinlayson介紹，他計劃使用新的設(shè)備在物理系進行下列研究：1）將2D光子結(jié)晶結(jié)構(gòu)的模型引入不同的介質(zhì)波導(dǎo)管；2）為了檢驗光/等離振子的電子相互作用，在惰性薄膜上蝕刻亞微米級尺寸的孔；以及3）波導(dǎo)管和集成的光學(xué)回路的截面模型。公司背景Ionoptika公司坐落于Chilworth科技園（南安普頓），為用戶提供適合于現(xiàn)代科技相關(guān)的環(huán)境和設(shè)備，該公司是在南安普頓大學(xué)的協(xié)作下創(chuàng)建的。配有用于離子槍、源或其他高真空儀器等的部件及測試儀器。為了這一特殊應(yīng)用，他們已經(jīng)裝備了一臺25kV鎵液態(tài)金屬離子槍，其分辨率小于30nm。Ionoptika的科學(xué)家們都是離子光束系統(tǒng)（專門成像）的專家，無論是元素還是分子特性方面，包括單存儲單元系統(tǒng)。由于需要經(jīng)常觀察這樣的存儲單元并返回原來的位置，因此定位精度極為重要。

圖注Ionoptika的特寫印痕，商標(biāo)寬20μm，第一個‘