纳米级精度的尺寸和位移的测量
纳米级测量技术包括:纳米级精度的尺寸和位移的测量,纳米级表面形貌的测量。在纳米级测量中常规的机械量仪、机电量仪和光学显微镜等,已不易达到要求的测量分辨率和测量精度;此外接触法测量不但不易达到要求的预期精度,而且很容易损伤被测表面。现在纳米级测量技术主要有两个发展方向,分别介绍如下。 1.光干涉测量技术 这方法是利用光的干涉条纹以提高测量分辨率。可见光和紫外光的波长较长,干涉条间距达数百纳米,不符合测量要求。纳米级测量用波长很短的激光或x射线,故可以有很 高的测量分辨率。光干涉测量技术可用于长度和位移的精确测量,也可用于进口轴承表面显微形貌的测量。用这种原理的测量方法有:双频激光干涉测量.激光外差干涉测量,超短波长(如X 射线等)干涉测量,基于F—P(Fabry—perot)标准具的测量技术等。
2.扫描显微测量技术 这方法主要用于测量进口轴承表面的微观形貌和尺寸。它的原理是用极尖的探针(或类似的方 法)对被测表面进行扫描(探针和被测表面实际并不接触),借助纳米级的三维位移定位控 制系统测出该表面的三维微观立体形貌。用这原理的测量方法有:扫描隧道显微镜 (STM)、原子显微镜(AFM)、磁力显微镜(MFM)、激光力显微镜(LFM)、热敏显微镜 (TSM)、光子扫描隧道显微镜(PSTM)、扫描近场声显微镜、扫描离子导电显微镜等。 为对这些纳米级测量方法的测量分辨率、测量精度、测量范围等性能有更好的对比了 解,双频激光干涉法测量长度和位移,激光外差干涉法测量表面的三维微观形貌.
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