面向浸没式光刻机的超精密光学干涉式光栅编码器位移测量技术综述 被引量：11

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作者 王磊杰 张鸣 +2 位作者 朱煜 叶伟楠 杨富中 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1909-1918,共10页

超精密平面光栅编码器位移测量技术是32~7 nm节点浸没式光刻机的核心技术。通过分析浸没式光刻机平面光栅位置系统的需求和布局,提出了光刻机专用超精密平面光栅编码器的基本需求。针对现有的光栅编码器,开展了基本测量光路方案、相位... 超精密平面光栅编码器位移测量技术是32~7 nm节点浸没式光刻机的核心技术。通过分析浸没式光刻机平面光栅位置系统的需求和布局,提出了光刻机专用超精密平面光栅编码器的基本需求。针对现有的光栅编码器,开展了基本测量光路方案、相位探测方案、分辨率增强光路方案、离轴/转角允差光路方案、死程误差抑制光路方案的综述分析,提出了现有设计方案面向光刻机应用所需要解决的关键问题。面向亚纳米级测量精度的需求,针对光栅编码器的仪器误差,对周期非线性误差、死程误差、热漂移误差和波前畸变误差进行了综述分析,提出了平面光栅编码器实现亚纳米精度所需要解决的关键问题。本综述为光刻机专用超精密平面光栅编码器的研制提供了参考。 展开更多

关键词 浸没式光刻机 光学干涉式光栅编码器 位移测量

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超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统 被引量：5

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作者 王磊杰 郭子文 +2 位作者 叶伟楠 张鸣 朱煜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期499-509,共11页

面向浸没式光刻机双工件台的超精密位置测量应用需求,提出了一种超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统。给出了测量系统的原理与方案设计、系统各部件的设计及制造、编码器测量原理推导及实验验证等。所设计平面光栅... 面向浸没式光刻机双工件台的超精密位置测量应用需求,提出了一种超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统。给出了测量系统的原理与方案设计、系统各部件的设计及制造、编码器测量原理推导及实验验证等。所设计平面光栅编码器位移测量系统的相位卡的细分率为4096,测量分辨率为x50 pm/z25 pm。实验结果表明:该平面光栅位移测量系统可实现x向和z向位移的同时测量,z向运动行程为±1 mm,满足光刻机双工件台的垂向调焦需求;Rx/Ry/Rz单轴转动或三轴联合转动极限转角为±1.5 mrad时,交流信号质量仍然满足测量要求,光刻机双工件台的Rx/Ry/Rz的调平转动满足需求。所设计的平面光栅编码器位移测量系统能够实现光刻机双工件台相应的测量功能且具有较高的性能指标。 展开更多

关键词 浸没式光刻机 位移测量 平面光栅编码器 空间分离 外差 利特罗角

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增量式光栅编码器与绝对式编码器性能比较和分析 被引量：14

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作者 时魁 高云国 +1 位作者 赵勇志 乔兵 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第1期96-97,共2页

大型天文望远镜对恒星跟踪时,其跟踪低速性能要求比较高,要达到此速度控制精度,需选取合适的编码器,恒星速度为0.004°/s,伺服系统速度回路采样频率800Hz时,编码器分辨率为26位才能达到测速要求。而国产绝对式轴角编码器的分辨率只... 大型天文望远镜对恒星跟踪时,其跟踪低速性能要求比较高,要达到此速度控制精度,需选取合适的编码器,恒星速度为0.004°/s,伺服系统速度回路采样频率800Hz时,编码器分辨率为26位才能达到测速要求。而国产绝对式轴角编码器的分辨率只能达到24位,不能满足系统测速要求,因此我们采用雷尼绍公司的26位增量式光栅编码器。由于对26位编码器直接测试存在技术难度,因此我们采用与绝对式编码器进行比对的方式对其性能进行说明。通过实验,我们断定其测速性能优于目前国产的绝对式编码器。 展开更多

关键词 增量式光栅编码器 测速性能 绝对式编码器

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钢环反射式光栅编码器在转台伺服系统中的应用 被引量：4

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作者 赵金标 朱庆生 +1 位作者 周小军 李金鹏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期801-806,共6页

在使用望远镜转台伺服控制系统中,精确检测转台位置和速度对实现恒星,卫星稳定跟踪非常重要,常规的增量式编码器难以满足跟踪精度要求。鉴于此,选用一种高精度的钢环反射式光栅编码器(RESM20USA413),且与ARM处理器的接口电路简单,对编... 在使用望远镜转台伺服控制系统中,精确检测转台位置和速度对实现恒星,卫星稳定跟踪非常重要,常规的增量式编码器难以满足跟踪精度要求。鉴于此,选用一种高精度的钢环反射式光栅编码器(RESM20USA413),且与ARM处理器的接口电路简单,对编码器输出信号进行了光学细分,滤波处理,并对系统进行了跟踪测试。实验结果表明:采用RESM20USA413作为直驱转台伺服系统的编码器,方位,俯仰轴的跟踪精度均在5″以下,满足系统的跟踪要求。 展开更多

关键词 转台 伺服系统 跟踪精度 ARM 光栅编码器

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光栅编码器在激光陀螺平台系统中的应用 被引量：2

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作者 贾宏进 胡浩军 +2 位作者 秦石乔 张宝东 胡春生 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期121-125,131,共6页

针对激光陀螺平台系统中测角装置高精度、高稳定度与合适动态范围的技术要求,选用RENISHAW新型增量式圆光栅作为测角装置。采用FPGA芯片设计了光栅测角系统的信号处理电路,对光栅信号进行了时序同步、抗干扰数字滤波、倍频与鉴相,设计... 针对激光陀螺平台系统中测角装置高精度、高稳定度与合适动态范围的技术要求,选用RENISHAW新型增量式圆光栅作为测角装置。采用FPGA芯片设计了光栅测角系统的信号处理电路,对光栅信号进行了时序同步、抗干扰数字滤波、倍频与鉴相,设计了计数电路及与上位机的通信接口。分析了误差产生的原因,并利用激光陀螺标定了测角装置的实际测量精度。实验结果表明,设计实现的测角装置测角分辨力为3″,测量精度优于±8″,动态角速率测量范围为0 o/s^360°/s,测量结果准确,性能稳定。 展开更多

关键词 激光陀螺 测角装置 光栅编码器 计数 标定

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光栅编码器电纺直写精确喷印 被引量：3

6

作者 郑高峰 姜佳昕 +2 位作者 康国毅 张恺 郑建毅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2393-2399,共7页

提高射流稳定性实现精确微图案喷印与微器件集成制造是电纺直写技术应用研究的重点。引入模糊控制器构建闭环控制系统突破带电射流干扰参数多、控制模型缺乏的不足,研究了射流行为、纺丝电流与喷印微结构尺寸的演变规律;喷印制造了直线... 提高射流稳定性实现精确微图案喷印与微器件集成制造是电纺直写技术应用研究的重点。引入模糊控制器构建闭环控制系统突破带电射流干扰参数多、控制模型缺乏的不足,研究了射流行为、纺丝电流与喷印微结构尺寸的演变规律;喷印制造了直线与环形两种光栅编码器,可分别应用于线速度和角速度的检测,构建了速度传感检测系统分别测试两种光栅编码器。实验结果表明,闭环系统可以有效提高射流的稳定性和喷印结构的均匀性,直写微纳结构的线宽分布区间由40~140μm减少到50~100μm;分析了速度传感检测系统的测试结果,直线光栅编码器对线速度的测量范围为0~100 mm/s,误差优于0.87%,环形光栅编码器对角速度的测量范围为0~100(°)/s,误差优于0.74%。模糊闭环控制极大提高了电纺直写技术稳定性和微器件集成制造精度,有助于促进微纳喷印技术的产业化应用。 展开更多

关键词 电纺直写 模糊控制 有序微图案 光栅编码器 速度传感

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基于光栅编码器的柔性测量臂位置精度研究 被引量：5

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作者 许铀 高群 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期336-342,共7页

光栅编码器的误差使得柔性测量臂(AACMM)在不同位置、不同构型下的精度呈现一定的规律。掌握由光栅编码器精度引起的位置精度在工作空间的分布规律,有利于指导柔性测量臂的标定和测量。以六关节测量臂为研究对象,分析末端执行器位置精... 光栅编码器的误差使得柔性测量臂(AACMM)在不同位置、不同构型下的精度呈现一定的规律。掌握由光栅编码器精度引起的位置精度在工作空间的分布规律,有利于指导柔性测量臂的标定和测量。以六关节测量臂为研究对象,分析末端执行器位置精度与光栅编码器精度区间之间的关系,并定义了基于光栅编码器精度的位置精度评价指标,在整个工作空间下描述其分布情况。验证试验包括:比较不同关节下光栅编码器精度区间对末端执行器位置精度的影响;与目前常用Monte Carlo方式进行柔性测量臂精度分布特性对比;利用其分布特性,对不同区域进行单点和标准球直径测量。实验结果表明,本方法能更直观、全面地描述光栅编码器精度对柔性测量臂位置精度在工作空间分布情况,通过该分布确定优化测量区域,指导实际操作。 展开更多

关键词 柔性测量臂 光栅编码器精度 位置精度分布

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光栅编码器在可转位刀片周边磨削数控系统中的应用 被引量：4

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作者 袁向荣 田新诚 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第8期18-19,24,共3页

在可转位刀片周边磨削数控系统中,对位移测量和定位精度要求很高,因此使用光栅进行位移测量和定位。由于普通绝对式编码器价格偏高,且测量精度难以满足系统要求,采用了一种带距离编码的增量式光栅编码器代替绝对式编码器来确定坐标轴的... 在可转位刀片周边磨削数控系统中,对位移测量和定位精度要求很高,因此使用光栅进行位移测量和定位。由于普通绝对式编码器价格偏高,且测量精度难以满足系统要求,采用了一种带距离编码的增量式光栅编码器代替绝对式编码器来确定坐标轴的绝对位置,而且算法本身也非常简单。实验结果表明:该方法在快速性、精确性方面能够达到系统高精度运动控制的要求,具有很高的应用价值。 展开更多

关键词 增量式光栅编码器 距离编码 可转位刀片

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多通道光栅编码器信号融合系统 被引量：2

9

作者 周少伟 李洲洋 +1 位作者 雷少坤 冯新 《工具技术》 2013年第8期57-61,共5页

多通道光栅编码器信号融合系统对多路光栅编码器信号进行融合处理,需选用速度快的数字信号处理器作为系统板的核心。TMS320C6713BPYP200芯片是TI公司的一种高性能浮点数字信号处理器,文中阐述了用该DSP芯片及CPLD来实现该融合系统的硬... 多通道光栅编码器信号融合系统对多路光栅编码器信号进行融合处理,需选用速度快的数字信号处理器作为系统板的核心。TMS320C6713BPYP200芯片是TI公司的一种高性能浮点数字信号处理器,文中阐述了用该DSP芯片及CPLD来实现该融合系统的硬件设计过程和软件设计思想,并同时指出该系统具有很好的技术价值和社会效益。 展开更多

关键词 光栅编码器 融合 DSP CPLD

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基于反射式三光栅光学系统的金属光栅编码器 被引量：2

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作者 苏东风 续志军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S1期84-86,共3页

传统的透射式二光栅系统为了提高精度,需要高度准直的光源,主光栅和指示光栅之间的间隙很小,一般位于第一菲涅耳焦面上,允差较小,容易擦伤光栅表面。而三光栅系统对光源的准直度要求不高,对光栅间隙变化不敏感,采用细栅距光栅时对光机... 传统的透射式二光栅系统为了提高精度,需要高度准直的光源,主光栅和指示光栅之间的间隙很小,一般位于第一菲涅耳焦面上,允差较小,容易擦伤光栅表面。而三光栅系统对光源的准直度要求不高,对光栅间隙变化不敏感,采用细栅距光栅时对光机结构的要求不象二光栅系统那样严格。因此,可将之应用于反射式金属编码器中。深入讨论了反射式三光栅系统的工作原理,基于反射式三光栅光学系统设计了金属光栅编码器的光机结构和信号处理硬件电路,采用对径数字量相加技术补偿反射式金属光栅的安装误差。 展开更多

关键词 金属光栅编码器 反射式三光栅光学系统 设计

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数控车床螺纹加工中光栅编码器的信号检测与处理 被引量：2

11

作者 曹凤 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第3期51-52,共2页

螺纹加工是数控车床必备的加工功能 ,光栅编码器是数控车床最常用的检浊装置之一 ,要保证螺纹的加工精度 ,就必须准确获取主轴角位置信号。以普通车床的数控化改造为例 ,分析研究了光栅编码器在数控车床螺纹加工控制中的应用问题 。

关键词 数控车床 螺纹加工 光栅编码器 信号检测与处理

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基于增量式光栅编码器的数控系统找零算法及编程实现 被引量：1

12

作者 袁向荣 《机床与液压》 北大核心 2014年第2期121-123,共3页

数控系统常采用高精度的编码器和光栅尺进行位移测量和定位。在可转位刀片周边磨削数控系统中,刀片进给轴上电后需回参考点,但回参考点的方向是唯一的,因此采用增量式光栅编码器进行位置检测;对于上电需要确定绝对位置的砂轮摆动轴,采... 数控系统常采用高精度的编码器和光栅尺进行位移测量和定位。在可转位刀片周边磨削数控系统中,刀片进给轴上电后需回参考点,但回参考点的方向是唯一的,因此采用增量式光栅编码器进行位置检测;对于上电需要确定绝对位置的砂轮摆动轴,采用一种带距离编码的增量式光栅编码器,利用距离编码的快速找零算法,在砂轮摆动轴实现了自动找零,而算法本身非常简单。实验结果表明:该找零方法在快速性、精确性等方面比一般增量式光栅编码器具有突出的优势,能够达到数控系统高精度运动控制的要求,具有较高的应用价值。 展开更多

关键词 增量式光栅编码器 数控系统 距离编码 找零算法

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增量式光栅编码器在激光扫描雷达的应用研究 被引量：3

13

作者 杨孟 徐卫明 +1 位作者 肖林 舒嵘 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第3期36-38,42,共4页

在地面、空中、太空、海面、水下,激光雷达的应用十分广泛,并涉及到多个学科领域。提出了采用增量式光栅编码器作为激光雷达扫描系统的位置传感器,研究了增量式光栅编码器的工作特点,设计了测量电路,并对增量式光栅编码器的线性度和重... 在地面、空中、太空、海面、水下,激光雷达的应用十分广泛,并涉及到多个学科领域。提出了采用增量式光栅编码器作为激光雷达扫描系统的位置传感器,研究了增量式光栅编码器的工作特点,设计了测量电路,并对增量式光栅编码器的线性度和重复精度进行了测试、标定。实验结果表明:该增量式光栅编码器线性度达99.97%,重复精度可以达到18″,可以提供给激光雷达系统精确的位置信息。 展开更多

关键词 增量式光栅编码器 激光雷达 测量电路 线性标定 重复精度

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不同分辨率下增量式光栅编码器测量误差研究 被引量：3

14

作者 肖猛 赵浩 +1 位作者 冯浩 李洪武 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期1047-1052,共6页

为了研究增量式光栅编码器在不同分辨率下的测量误差,构建了一套基于旋转角加速度测量的编码器误差检测系统。首先介绍了永磁式角加速度传感器的工作原理,以及增量式光栅编码器的角加速度测量原理;然后采用角加速度传感器和增量式光栅... 为了研究增量式光栅编码器在不同分辨率下的测量误差,构建了一套基于旋转角加速度测量的编码器误差检测系统。首先介绍了永磁式角加速度传感器的工作原理,以及增量式光栅编码器的角加速度测量原理;然后采用角加速度传感器和增量式光栅编码器,对同一正弦振动源实际轴上的旋转角加速度进行检测,根据实验结果剖析了光栅编码器在不同分辨率下的误差产生原因;最后讨论了在进行角参数测量时,选择增量式光栅编码器分辨率的参考依据。 展开更多

关键词 计量学 光栅编码器 角加速度 分辨率 测量误差

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光栅角编码器误差分析及用激光陀螺标校的研究 被引量：27

15

作者 黄宗升 秦石乔 +1 位作者 王省书 战德军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1866-1869,共4页

本文介绍了光栅角编码器的测量原理,对光栅角编码器在使用过程中因安装偏心、安装倾斜、轴承晃动等因素引起的角度测量误差进行了分析,理论分析表明,微小的安装偏心便可引起较大的测角误差,因此,光栅角编码器在实际使用中需要对其进行... 本文介绍了光栅角编码器的测量原理,对光栅角编码器在使用过程中因安装偏心、安装倾斜、轴承晃动等因素引起的角度测量误差进行了分析,理论分析表明,微小的安装偏心便可引起较大的测角误差,因此,光栅角编码器在实际使用中需要对其进行标校。根据激光陀螺的精度和有分辨率都很高的特点,本文提出了一种用激光陀螺进行光栅角编码器误差测量和标校的新方法,并进行了实验,结果表明,标校后光栅角编码器的测量精度达到了其标称精度。 展开更多

关键词 光栅角编码器 误差分析 标校 激光陀螺

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重力梯度测量中光栅角编码器安装误差的影响及分析 被引量：6

16

作者 刘昱 张宇 +2 位作者 潘军 杨晔 李城锁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期6-8,共3页

旋转加速度计式重力梯度仪中的台体旋转误差会影响梯度测量精度。若以光栅角编码器作为旋转控制的角度测量元件,其安装误差会产生相应的旋转控制误差。为此,需要对光栅角编码器安装误差的产生机理进行分析,了解其对旋转加速度计式重力... 旋转加速度计式重力梯度仪中的台体旋转误差会影响梯度测量精度。若以光栅角编码器作为旋转控制的角度测量元件,其安装误差会产生相应的旋转控制误差。为此,需要对光栅角编码器安装误差的产生机理进行分析,了解其对旋转加速度计式重力梯度仪测量精度的影响程度。利用光学技术方法测量光栅角编码器安装误差所引起的角速度和角加速度的变化,最后通过角位置补偿修正光栅角编码器安装误差以减小运动不平稳性对重力梯度测量的影响。实验表明该方法对光栅角编码器进行补偿可以有效减小码盘安装误差对旋转控制的影响。 展开更多

关键词 重力梯度测量 光栅角编码器 安装误差 角位置补偿

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光栅角编码器偏心误差修正方法研究 被引量：9

17

作者 张求知 王鹏 《电光与控制》 北大核心 2011年第7期64-67,共4页

为了减小光栅角编码器偏心误差的影响,提高光栅角编码器角度测量的精度,对偏心误差的修正方法进行了研究。通过对光栅角编码器测角原理和偏心误差产生原因的分析,建立了偏心误差模型。并根据偏心误差模型的特点,对其进行简化,得到易于... 为了减小光栅角编码器偏心误差的影响,提高光栅角编码器角度测量的精度,对偏心误差的修正方法进行了研究。通过对光栅角编码器测角原理和偏心误差产生原因的分析,建立了偏心误差模型。并根据偏心误差模型的特点,对其进行简化,得到易于数学计算的偏心误差修正模型。以平行光管和23面棱体为基准,得到存在偏心误差的一组光栅角编码器测量数据。使用线性最小二乘参数选择准则,对偏心误差修正模型中的参数进行优化计算,得到修正模型中的参数,完成对光栅角编码器误差偏心的修正。通过误差修正试验和精度验证试验,表明经过偏心误差修正,系统测量精度优于±13″。修正方法达到了补偿误差的目的,提高了光栅角编码器的测量精度,满足了高精度角度测量的要求。 展开更多

关键词 光栅角编码器 偏心误差 修正模型 线性最小二乘

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新型金属编码器的三个关键问题 被引量：6

18

作者 代冬军 周翠花 +1 位作者 余光清 李代学 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B12期101-103,共3页

金属光栅编码器可以在恶劣环境条件下有效而稳定地工作。本文介绍了一种新的基于不同反射层反射率差形成莫尔条纹的原理的反射式金属光栅。反射式金属光栅光栅盘基材与光栅盘加工及光栅信号的提取,与传统玻璃光栅盘有很大区别。因此,反... 金属光栅编码器可以在恶劣环境条件下有效而稳定地工作。本文介绍了一种新的基于不同反射层反射率差形成莫尔条纹的原理的反射式金属光栅。反射式金属光栅光栅盘基材与光栅盘加工及光栅信号的提取,与传统玻璃光栅盘有很大区别。因此,反射式金属光栅编码器的制作有较高的难度。我们通过采用新的工艺方法来制作金属栅编码器,主要解决了光栅制作、信号提取和光电信号处理这三个关键问题。 展开更多

关键词 金属光栅编码器 金属光栅 信号提取 信号处理

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针对直接驱动系统的光栅/编码器

19

作者 Braasch Jan 刘逊 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2004年第4期88-90,共3页

关键词 机床 直接驱动系统 光栅/编码器 直线电动机 扭矩电动机

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数控机床西门子840D sl系统外置编码器调试 被引量：1

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作者 盛超丰 赵丽荣 徐田龙 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第9期191-192,共2页

叙述了数控机床西门子840D sl系统,针对特殊编码器(圆光栅)的调试,以及在调试过程中出现报警的解决办法。

关键词 西门子840D sl 特殊编码器(圆光栅)

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