針對(duì)當(dāng)前微納米測(cè)量中存在的大范圍高精度測(cè)量及復(fù)雜微結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)表征難題,基于多測(cè)頭傳感和精密定位平臺(tái)復(fù)用技術(shù),開發(fā)了一臺(tái)具有多種測(cè)量尺度和測(cè)量模式的復(fù)合型微納米測(cè)量?jī)x。為使其具備大范圍快速掃描測(cè)量和小范圍精細(xì)測(cè)量功能,儀器集成了白光干涉和原子力顯微鏡兩種測(cè)頭,通過(guò)設(shè)計(jì)適用于兩種測(cè)頭集成的橋架結(jié)構(gòu)及宏/微兩級(jí)驅(qū)動(dòng)定位平臺(tái),實(shí)現(xiàn)整機(jī)的開發(fā)。為保證儀器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和溯源性,利用標(biāo)準(zhǔn)樣板對(duì)開發(fā)完成的儀器進(jìn)行了校準(zhǔn)。儀器搭載的白光干涉測(cè)頭可以達(dá)到橫向500 nm,縱向1 nm的分辨力;原子力顯微鏡測(cè)頭橫向和縱向分辨力均可達(dá)到1 nm。最后,利用目標(biāo)儀器對(duì)微球樣品進(jìn)行了測(cè)量,通過(guò)大范圍成像和小范圍精細(xì)掃描,獲得了微球的表面特征,驗(yàn)證了儀器對(duì)復(fù)雜微結(jié)構(gòu)的測(cè)量能力。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(02)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

梁厚-形變量關(guān)系曲線

可見,當(dāng)梁厚大于160 mm時(shí),隨著厚度的增加,形變量的變化逐漸減小。因此,本文將橫梁厚度參數(shù)確定為160 mm。在該厚度下,橫梁中心測(cè)頭安裝位置的最大形變?yōu)?.675 μm,形變仿真結(jié)果如圖2所示。2.2 定位平臺(tái)

平臺(tái)搭建完成后,采用Renishaw XL-80激光干涉儀對(duì)其定位性能進(jìn)行測(cè)試和校準(zhǔn)。首先,對(duì)宏動(dòng)定位系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。由于X,Y軸與Z1,Z2軸設(shè)計(jì)參數(shù)不同,在進(jìn)行測(cè)試時(shí),X,Y軸每行走30 mm進(jìn)行一次采樣,各采樣點(diǎn)實(shí)際讀數(shù)與設(shè)定值之間的偏差曲線如圖4所示。由測(cè)試結(jié)果可知,X,Y軸的定位精度分別為1.95 μm和1.90 μm,雙向重復(fù)精度分別為0.30 μm和0.36 μm。圖4 X,Y軸定位精度測(cè)試

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三維表面粗糙度測(cè)量方法綜述[J]. 何寶鳳,丁思源,魏翠娥,劉柄顯,石照耀.  光學(xué)精密工程. 2019(01)
[2]多模態(tài)動(dòng)態(tài)原子力顯微鏡系統(tǒng)[J]. 黃強(qiáng)先,張蕤,劉凱,趙陽(yáng),張連生.  光學(xué)精密工程. 2017(02)
[3]新型納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 衛(wèi)兵,胡鵬浩,王繼臣,李曉惠.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2007(01)
[4]表面微觀輪廓的高分辨率光學(xué)測(cè)量方法[J]. 王富生,譚久彬.  光學(xué)精密工程. 2000(04)

博士論文
[1]白光掃描干涉測(cè)量方法與系統(tǒng)的研究[D]. 馬龍.天津大學(xué) 2011

碩士論文
[1]微納特征結(jié)構(gòu)及表面形貌表征方法的研究[D]. 簡(jiǎn)黎.中國(guó)計(jì)量學(xué)院 2016



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