ĐO DỊCH CHUYỂN NHỎ DƯỚI NM BẰNG GIAO THOA KẾ HETERODYNE ÁP DỤNG VÒNG KHÓA PHA ĐƠN PHIÊN BẢN 2

Tóm tắt

Bài báo trình bày phương pháp đo dịch chuyển cơ học với độ phân giải 0.1 nm bằng hệ giao thoa kế heterodyne và máy đo pha dựa trên phương pháp vòng khóa pha đơn phiên bản 2 (2nd single phase-locked loop (PLL)). Phương pháp 2nd PLL không dùng bộ lọc trong vòng lặp để tránh sự trễ pha khi thực hiện so với phiên bản trước. Kết quả thực nghiệm được so sánh giữa máy đo pha tham chiếu (Ref. PM) và 2nd PLL cho thấy cả hai đều có thể có thể xác định được các dịch chuyển bước nhỏ ~2.6 nm và sai lệch chuẩn 0.1 nm trong thời gian đo ~30s và trên hành trình đo 5 μm. Điều đó chứng minh giao thoa kế heterodyne với phương pháp đo pha mới có thể đạt phép đo độ phân giải vài chục pm trên hành trình đo vài μm.

Title

SUB-NANOMETER DISPLACEMENT MEASUREMENT USING HETERODYNE INTERFEROMETRY WITH 2ND PHASE-LOCKED LOOP

Abstract

This paper presents a method of measuring mechanical displacement with a resolution of 0.1 nm using a heterodyne interferometer and a phase meter based on the 2nd single phase-locked loop (version 2). The 2nd PLL does not use a filter in the loop to avoid a phase delay in execution compared to the previous version. The experimental results of the reference phase meter (Ref. PM) and the 2nd PLL show that both can determine small step shifts of ~2.6 nm and a standard deviation of 0.1 nm for ~30s and over a measuring range of 5 μm for the interferometer. This proves that the heterodyne interferometer with the 2nd PLL can achieve a resolution of several tens of pm over the measuring range of a few μm.