





ZMI-2002 是翟哥公司生产的ZMI系列高性能激光干涉仪测量系统。该产品是一种基于氦氖激光的计量级仪器,用于进行纳米级精度的线性位移、速度和角度测量。它专为超精密机床、坐标测量机、光刻机以及其他高精度运动系统的校准、性能验证和闭环反馈控制而设计,是计量实验室和高端制造领域不可或缺的精度标尺。


在一家国家级计量院所的长度基准实验室,一台用于检测高精度丝杠的坐标测量机需要定期进行精度校准。此时,ZYGO ZMI-2002 激光干涉仪被作为基准测量设备使用。其光学组件被精心安装在测量机的运动轴上,随着测量机移动,ZMI-2002 通过检测激光干涉条纹的变化,实时、精确地测量出实际位移,并与测量机自身的读数系统进行比对。其高达亚纳米的分辨率和经过溯源的精度,能够准确评估出测量机在整个行程内的定位误差、重复定位精度,成功解决了因测量设备自身失准导致的产品质量风险这一核心计量痛点。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | ZMI-2002 |
制造商 | ZYGO Corporation(翟哥公司) |
产品类别 | 高性能激光干涉仪测量系统 |
激光源 | 稳频氦氖激光器,提供稳定波长基准 |
线性测量精度 | ±0.5 ppm(在特定环境条件下)或更优 |
分辨率 | 可达亚纳米级别(<1 nm) |
最大测量速度 | 高(通常 > 1 m/s),满足动态测量需求 |
测量范围 | 理论上可达数十米(受激光束准直性限制) |
环境补偿 | 集成温湿度、气压传感器,自动进行空气折射率补偿 |
测量功能 | 线性定位、直线度、俯仰/偏摆角、垂直度等(需配置不同光学镜组) |
输出接口 | 数字和模拟输出,便于与外部系统连接 |
软件平台 | 配套MetroPro或专用分析软件 |
创新点1:基于稳频激光的干涉测量技术ZMI-2002 的核心原理是激光干涉。其内置的氦氖激光器发出频率极其稳定的单色光,光束经过分光镜分为测量光和参考光。测量光经运动镜反射后与参考光发生干涉,形成明暗相间的干涉条纹。通过高速电子系统对条纹进行计数和细分,就能以激光波长为“尺子”,精确测量出反射镜的位移变化,实现纳米级的分辨率和精度。创新点2:高精度的环境补偿系统激光在空气中的波长受温度、湿度、气压影响。ZMI-2002 集成了高精度的环境传感器,实时监测这些参数,并自动计算当前空气折射率,对测量结果进行补偿。这项创新确保了仪器在非理想的实验室环境下(如车间)仍能保持ppm(百万分之一)级别的测量精度,这是实现现场高精度校准的关键。创新点3:模块化光学组件与多功能集成系统采用模块化设计。通过更换不同的光学镜组(如线性干涉镜、角度镜、直线度镜),ZMI-2002 主机即可实现线性、角度、直线度、平面度等多种几何量的测量。这种“一机多用”的理念极大地提高了设备的利用率和性价比,简化了用户的计量装备体系。
案例:某高端光刻机研发制造商的运动平台校准在极紫外光刻机的研发中,晶圆台的定位精度要求达到纳米级。制造商使用 ZYGO ZMI-2002 激光干涉仪对其自主研发的超精密运动平台进行最终精度验证与补偿。通过 ZMI-2002 采集的全行程定位误差数据,被用于生成平台的误差补偿表,并写入平台的控制系统。经过补偿后,平台的定位精度显著提升,满足了光刻工艺的苛刻要求。项目工程师表示:“ZMI-2002 不仅是一台测量仪器,更是我们实现技术突破的‘眼睛’和‘标尺’,其提供的可信数据是我们进行精度优化和迭代的基础。”
1. 1.线性干涉镜组件:用于线性位移测量的核心光学部件。
2. 2.角度测量镜组:用于测量运动平台的俯仰和偏摆误差。
3. 3.直线度测量镜组:用于测量运动轴在水平和高斯方向的直线度误差。
4. 4.三脚架、磁性表座等安装附件:用于将光学组件稳定地安装到被测设备上。
5. 5.环境补偿单元:高精度的温湿度气压传感器,为测量提供环境参数。
6. 6.Zygo MetroPro 软件:用于控制仪器、采集数据、分析结果和生成报告。
7. 7.便携式工作站:用于现场校准,集成了电脑、主机和附件,便于移动。
ZMI-2002 的安装和调试需要专业人员进行,涉及精密的光路对准和环境传感器布置。其优势在于一旦正确设置,操作相对标准化。
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