引言

样品的精确定位是当今高精度制造和研究的核心挑战之一。标准的方法是使用集成位置反馈的高精度定位系统来控制位置。然而，样品可能安装在离集成传感器相当远的地方，因此可能的漂移无法以所需的精度控制。

PICOSCALE干涉仪可用于测量(或至少非常接近)感兴趣的点。

干涉仪使用红外激光束从目标表面反射来产生干涉图样。该模式被评估并包含目标位移的信息。由于分辨率和精度通常远远超过在玻璃刻度上使用周期性图案的线性编码器，因此可以将样品的定位精度提高到一个新的水平。

干涉式位移传感

PICOSCALE干涉仪的核心组件是带有激光光源和传感器头的控制器，它们通过光纤连接。传感器头部包含一个分束器作为迈克尔逊干涉仪的中心部分，其中参考镜可以直接涂覆到分束器侧表面之一。测量光束离开传感器头，必须对准目标表面，以便反射光再次进入传感器头。这样，来自参考镜和目标镜的反射光束就会相互干涉。干扰图样被引导回控制器，并使用高速检测电子和快速算法进行评估。

因此，提供了具有皮米级分辨率和个位数纳米级精度的位移信号。(具体规格请参考控制器和传感器头的相应规格表。)位移信号可在几个端口进行进一步处理:

• 位移数据或其他派生数据源，如速度、计算角度或定时信号可以发送到用户PC进行分析或后处理。反馈回路可以用软件关闭。
• 使用PICOSCALE Breakout Box，位移数据可以作为正交信号(AquadB)或通过串行数据接口接收。反馈回路可以在硬件级别关闭。
• 通过SmarAct SI接口，位置数据可以直接发送到SmarAct的模块化控制系统MCS2, MCS2可以使用这些数据进行直接和低延迟的反馈来控制SmarAct定位器。

下面我们将描述最后一种方法。

闭环控制采用PICOSCALE 和MCS2

为了演示该功能，实现了一个示例装置。图1显示了该系统装置的原理图，图2显示了照片。

图1所示。演示装置的示意图。详情请参阅文本。

图2所示。演示装置的照片。详情请参阅文本。

一个PICOSCALE传感器头被对准以跟踪粘在悬臂梁上的目标镜(A)的位移。

干涉图通过光纤(b)引导到PICOSCALE控制器，在那里计算位移信号。该信号通过SmarAct SI接口(c)直接发送到MCS2。这样可以实现非常小的延迟(低于100µS)。

MCS2使用这些数据作为传感器输入，并在操纵支撑悬臂结构的SmarAct SLC1730纳米位移台(d)时关闭反馈回路。

差分测量

请注意，反射镜只相对于传感器头稳定。基板或安装的热漂移将导致反射镜跟随这种漂移。

(另一方面，这也可以在特定的应用程序中使用!)

使用光学差分设置，可以控制目标相对于另一个感兴趣的点和环境干扰被抑制。图3显示了一个示例装置。有关差分测量的更多信息，请联系我们。

图3。具有差分测量头的示例设置。通过关闭反馈回路，使载玻片上的反射镜与立柱上的反射镜的差距保持恒定。高度精确的定位在类似的系统装置中可以达成。