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一种双频光栅干涉仪位移测量系统
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Double-frequency grating interferometer displacement measurement system

申请号:201210448734.7 申请日:2012-11-09
摘要:一种双频光栅干涉仪位移测量系统,包括双频激光器、干涉仪、测量光栅、电子信号处理部件,该测量系统基于光栅衍射、光学多普勒效应和光学拍频原理实现位移测量。双频激光器出射双频激光经偏振分光镜分为参考光和测量光,测量光入射至测量光栅处产生正负一级衍射,衍射光与参考光在光电探测单元处形成包含两个方向位移信息的拍频信号,经信号处理实现线性位移输出。该测量系统能够实现亚纳米甚至更高分辨率及精度,且能够同时测量水平向大行程位移和垂向位移。该测量系统具有对环境不敏感、测量精度高、体积小、质量轻等优点,作为光刻机超精密工件台位置测量系统可提升工件台综合性能。
Abstract: The invention discloses a double-frequency grating interferometer displacement measurement system. The system comprises a double-frequency laser device, an interferometer, a measuring grating and an electrical signal processing portion. The measurement system achieves displacement measurement based on optical grating diffraction, the optical doppler principle and an optical beat frequency principle. The double-frequency laser device transmits double-frequency laser, the laser is divided into reference light and measuring light through a polarizing beam splitter, the measuring light transmits into a position of the measuring grating, positive and negative first-order diffraction occurs, diffraction light and the reference light form a beat frequency signal which contains displacement information in two directions at the position of a light detection unit, and linear displacement output is achieved through signal processing. According to the system, the sub-nanometer-grade or even higher grade of resolution ratio and accuracy can be achieved, and horizontal large-stroke displacement and horizontal displacement can be measured at the same time. The system has the advantages of being insensitive to the environment, high in measuring accuracy, small in volume and light in weight. The system serves as a lithography machine ultraprecise workpiece platform position measurement system, the comprehensive performance of the workpiece platform can be improved.
申请人: 清华大学
Applicant: UNIV TSINGHUA
地址: 100084 北京市海淀区北京市********(隐藏)
发明(设计)人: 朱煜 张鸣 王磊杰 胡金春 陈龙敏 杨开明 徐登峰 尹文生 穆海华
Inventor: ZHU YU; ZHANG MING; WANG LEIJIE; HU JINCHUN; CHEN LONGMIN; YANG KAIMING; XU DENGFENG; YIN WENSHENG; MU HAIHUA
主分类号: G01B11/02(2006.01)I
分类号: G01B11/02(2006.01)I
  • 法律状态
2015-11-25  专利权的转移IPC(主分类):G01B 11/02登记生效日:20151103变更事项:专利权人变更前权利人:清华大学变更后权利人:清华大学变更事项:地址变更前权利人:100084 北京市海淀区北京市100084信箱82分箱清华大学专利办公室变更后权利人:100084 北京市海淀区北京市100084信箱82分箱清华大学专利办公室变更事项:专利权人变更后权利人:北京华卓精科科技股份有限公司
2015-01-21  授权
2013-03-27  实质审查的生效IPC(主分类):G01B 11/02申请日:20121109
2013-02-20  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种双频光栅干涉仪位移测量系统,特征在于:包括双频激光器(1)、干涉仪(2)、测量光栅(3)和电子信号处理部件(4);所述干涉仪(2)包括偏振分光镜(21)、波片、折光元件(23)、反射器(24)、检偏器(25)和光电探测器;所述双频激光器(1)出射的双频激光经光纤传输至偏振分光镜(21)后分为参考光和测量光,参考光经参考臂四分之一波片(22’)、反射器(24)反射后产生两束平行参考光,两束平行参考光经参考臂四分之一波片(22’)、偏振分光镜(21)、检偏器(25)后分别入射至第一光电探测器(26)、第二光电探测器(27);测量光经测量臂四分之一波片(22)、折光元件(23)后入射至测量光栅(3)发生衍射,正负一级衍射测量光经折光元件(23)、测量臂四分之一波片(22)、偏振分光镜(21)、检偏器(25)后分别入射至第一光电探测器(26)和第二光电探测器(27);两束平行参考光分别和两束衍射测量光经第一光电探测器(26)和第二光电探测器(27)形成拍频电信号,拍频电信号传输至电子信号处理部件(4)进行信号处理;同时,双频激光器(1)输出参考信号传输电子信号处理部件(4);当所述的干涉仪(2)与测量光栅(3)之间具有x向和z的相对运动时,通过电子信号处理部件(4)实现两个方向线性位移的输出。
公开号  102937411A
公开日  2013-02-20
专利代理机构  北京鸿元知识产权代理有限公司 11327
代理人  邸更岩
颁证日  
优先权  
 
国别 优先权号 优先权日 类型
CN  201210448734  20121109 
国际申请  
国际公布  
进入国家日期  
  • 专利对比文献
类型 阶段 文献号 公开日期 涉及权利要求项 相关页数
SEA  CN102589413A  20120718  1-8  全文 
SEA  CN102155916A  20110817  1-8  全文 
SEA  US2006055939A1  20060316  1-8  全文 
注:不保证该信息的有效性、完整性、准确性,以上信息也不具有任何效力,仅供参考。使用前请另行委托专业机构进一步查核,使用该信息的一切后果由用户自行负责。
X:单独影响权利要求的新颖性或创造性的文件;
Y:与检索报告中其他 Y类文件组合后影响权利要求的创造性的文件;
A:背景技术文件,即反映权利要求的部分技术特征或者有关的现有技术的文件;
R:任何单位或个人在申请日向专利局提交的、属于同样的发明创造的专利或专利申请文件;
P:中间文件,其公开日在申请的申请日与所要求的优先权日之间的文件,或会导致需核实该申请优先权的文件;
E:单独影响权利要求新颖性的抵触申请文件。
  • 期刊对比文献
类型 阶段 期刊文摘名称 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数
SEA  《Sensors and Actuators A:Physical》200706121371  Ju-Yi Lee等  Optical heterodyne grating interferometry for displacement measurement with subnanometric resolution  1-8  第185-191页 
JU-YI LEE等: "Optical heterodyne grating interferometry for displacement measurement with subnanometric resolution", 《SENSORS AND ACTUATORS A:PHYSICAL》 
SEA  《中国机械工程》200510311620  朱立伟等  超精密二维工作台自标定技术研究  1-8  第1787-1790页 
朱立伟等: "超精密二维工作台自标定技术研究", 《中国机械工程》 
SEA  《激光技术》20081031325  王芳等  高精度控制光电光栅刻划机的光栅外差干涉仪  1-8  第474-476、526页 
王芳等: "高精度控制光电光栅刻划机的光栅外差干涉仪", 《激光技术》 
  • 书籍对比文献
类型 阶段 书名 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数