



ZMI-2002 是ZYGO公司生产的一款高性能激光干涉仪测量系统,型号 8020-0211-1-J 特指包含特定光学组件和配置的完整套件。该系统基于迈克尔逊干涉原理,通过测量激光波长的干涉条纹变化,实现对线性位移、速度和振动等参数的非接触、超高精度测量。
在一台尖端的光刻机研发过程中,工作台的定位精度直接决定了芯片上电路的线宽和良率。工作台需要在数百毫米的行程内实现纳米级的重复定位精度。ZMI-2002 系统在此扮演了“裁判”的角色:其光学头固定在机器基座上,反射镜安装在工作台上。当工作台移动时,ZMI-2002 通过检测激光光程的变化,实时测量出绝对距离,其精度高达亚纳米级别。研发工程师利用这些数据来校准和优化光刻机的伺服控制系统,确保其达到设计指标。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | ZMI-2002 |
完整套件号 | 8020-0211-1-J |
制造商 | ZYGO Corporation |
产品类别 | 激光干涉仪测量系统 |
测量类型 | 线性位移、速度、振动(直线度、角度等可选) |
典型精度 | ±0.5 ppm (在特定环境补偿下,即每米±0.5微米) |
分辨率 | 可达亚纳米级别(如1.24纳米,取决于配置) |
测量速度 | 高,可达数米/秒(具体取决于型号配置) |
激光光源 | 稳频氦氖激光器或高性能半导体激光器 |
环境补偿 | 可选集成空气温湿度气压传感器,自动补偿折射率 |
输出接口 | RS-232, 模拟输出,或通过ZMI-2000/4000控制器 |
创新点1:基于光学干涉的绝对测量基准。 ZMI-2002 的核心原理是激光干涉。它将一束激光分裂为测量光和参考光,两束光经过不同路径后返回发生干涉。被测物体的位移会导致测量光的光程变化,从而引起干涉条纹的明暗交替。系统通过精确计数这些条纹的数量和分数部分,计算出精确的位移变化。这种方法将长度测量溯源至激光的稳定波长,提供了无可比拟的精度基础。创新点2:动态环境补偿与高稳定性。 空气的温度、压力、湿度会影响激光的波长(折射率)。高端配置的 ZMI-2002 系统可集成环境补偿单元,实时测量环境参数并自动修正测量结果,消除了环境因素引入的测量误差,确保了在普通实验室或车间环境下也能获得接近理论值的超高精度。创新点3:强大的信号处理与多参数测量能力。 系统的电子处理单元(如ZMI-2000/4000控制器)采用先进的光电转换和数字信号处理技术,能够在高速度下依然保持极高的计数准确度。此外,通过不同的光学镜组配置,ZMI-2002 不仅可以测量线性位移,还可以扩展用于测量直线度、俯仰/偏摆角、平面度以及振动分析,功能极其强大。


某国家级计量院所承担着为航空航天企业传递长度标准的任务。其需要一款基准设备来校准高精度坐标测量机。该院所选用 ZMI-2002 系统作为最高标准。在实际校准中,ZMI-2002 的直接测量不确定度远低于被校准的坐标机指标,成功地为多家企业的质量控制体系提供了可信的溯源数据,保障了高端装备制造的质量一致性,客户评价其为“值得信赖的精度之源”。
一套完整的 ZMI-2002 测量系统通常包括以下关键组件:
· •激光器与光学头:发射激光并接收返回光信号的核心光学部件。
· •反射镜:包括固定参考镜和移动测量镜(如直角棱镜)。
· •测量控制器:如 ZMI-2000 或 ZMI-4000,负责信号处理、计算和数据显示。
· •环境补偿器:如 EC-2000,用于高精度测量的必备选件。
· •安装支架与调整架:用于精确对准光路。
· •数据采集软件:在PC上运行,用于数据记录、分析和生成报告。
· •各种附件:电缆、光学元件清洁工具等。
ZMI-2002 系统的安装和光路对准需要专业知识和经验。必须确保光学元件清洁,光路准直精确,才能获得最佳测量效果。系统应存储在清洁、干燥的环境中,避免剧烈振动。激光器有使用寿命,需定期校准或更换。
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