作者单位
摘要
清华大学 精密仪器与机械学系 精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京,100084
介绍了一种基于双波长激光的集成光栅干涉位移检测方法,利用该方法对硅-玻璃键合工艺制作的集成光栅位移敏感芯片进行了测试实验。实验系统主要由敏感芯片、波长为640 nm和660 nm的双波长半导体激光器、双光电二极管及检测电路组成,敏感芯片则由带反射面的可动部件和透明基底上的金属光栅组成。入射激光照射到光栅上产生衍射光斑,衍射光的光强随可动部件与光栅之间的距离变化,通过分别测量两个波长的衍射光强信号并交替切换选取灵敏度较高的输出信号,实现了一定范围内的扩量程位移测量,并得到绝对位置。实验结果表明,利用双波长集成光栅干涉位移检测方法测得敏感芯片可动部件与基底光栅的初始间隙为7.522 μm,并实现了间隙从7.522 μm到6.904 μm区间的高灵敏度位移测量,其噪声等效位移为0.2 nm。
位移测量 集成光栅 双波长干涉法 扩量程 displacement measurement integrated grating two wavelength interferometry extended range 
光学 精密工程
2012, 20(11): 2433
作者单位
摘要
清华大学 精密仪器与机械学系 精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
介绍了一种基于集成双光栅干涉和CCD图像测量的微梁位移测量方法,并利用相位差约为π/2的一组光栅实现了扩量程位移检测。利用表面牺牲层工艺制作敏感芯片,在玻璃基底上刻蚀深度约为入射激光波长1/8的凹槽,凹槽上下的两组光栅与正上方对应的梁分别构成两组相位敏感集成光栅单元。利用1级衍射光将集成光栅单元成像在CCD靶面上,梁的位移变化通过CCD图像上对应光斑的灰度值变化来反映。实验结果表明,虽然玻璃凹槽腐蚀深度的误差导致光栅之间的相位差偏离π/2,但所制作的集成双光栅结构实现了多周期的扩量程位移检测,通过接近π/2相位差的两个光栅得到的光强信号的错峰使用,避免了干涉法正弦位移检测信号的峰谷不灵敏位置,实验测得微梁的位移变化为650 nm。
位移测量 集成双光栅干涉法 图像测量 微悬臂梁 扩量程 displacement measurement integrated dual grating interferometry image measurement microcantilever extended range 
光学 精密工程
2012, 20(8): 1747

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