波長調制之外差干涉術於精密位移量測之研究; Study on Precision Measurement of Displacement by Wavelength-Modulation Heterodyne Interferometry

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Title:	波長調制之外差干涉術於精密位移量測之研究;Study on Precision Measurement of Displacement by Wavelength-Modulation Heterodyne Interferometry
Authors:	李朱育
Contributors:	光機電工程研究所
Keywords:	位移(displacement);波長調變(wavelength modulation);外差干涉術(heterodyne interferometry);繞射光柵(diffraction grating);光電工程
Date:	2008-07-01
Issue Date:	2010-12-28 14:30:59 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	奈米檢測技術中，掃針式顯微鏡（SPM）需要有奈米級的量測或定位裝置來提供試片與探針相對位置的資訊。然而機械運動的過程中，一定會引入其他的系統誤差量。例如，一維的線性位移平台在作動時，將伴隨著側向偏移（lateral dispacement），滾轉（roll），起伏（pitch）與搖擺（yaw）等的誤差量。這些誤差的控制，將是該位移平台優劣的指標。許多精密位移平台都配有感測器（如電容式位移感測器，光學尺等），作為閉迴路的控制感測元件。但一個位移感測器只提供一個維度的量測，若系統需要多維度的量測，則需要組裝多個位移感測器，而且彼此間必須有良好的正交程度。另一方面，現有位移量測技術多屬同頻(homodyne)偵測模式，其量測解析度有限。因此本計畫的目的是開發一種以外差干涉術為基礎，結合光柵位移引入相位變化的側向位移量測技術、縱向位移量測技術與滾轉位移量測技術；並且提出一新的外差調製方式，將波長受調製的二極體雷射光，分出兩個不同長度的光路，然後再結合起來干涉。由於光程差以及波長變化的關係，干涉訊號會出現類似外差干涉的現象。接著將此外差光源與光柵繞射技術結合起來，利用偵測光柵位移所引入的相位，可推導出光柵的側向位移或滾轉位移。預期可大幅提高量測解析度與量測範圍。研究期間：9608 ~ 9707
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
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