基于DVD读取头的光学探头电路设计

随着工业精密测量对于精度和分辨率的要求越来越高,光学探头在工业精密测量中得到了广泛的应用。由于DVD读取头的聚焦误差信号FES(Focus Error Signal)即S曲线的一部分与失焦距离成线性关系,因此稍作改进就可以做光学探头,用来进行微小位移的测量[1]。文中给出了其电路设计,该电路分成两个部分,一个是LD功率自动控制电路,一个是FES获取电路。经过实验测试,利用该电路可以获得良好的S曲线,可实现对微器件(几何尺寸数毫米至数微米,精度参数多为微纳米数量级)的精确测量。该电路设计具有结构简单、抗干扰能力强等突出优点。

微器件表面3D形貌的新型微/纳米探头测量系统

采用DVD光碟机的激光读取头,开发出微器件表面3D形貌的新型微/纳米测量系统。分析了激光读取头内部结构与运作原理,当反射面不在聚焦位置时,经四象限传感器探测聚焦误差信号(FES),驱动音圈马达以带动物镜重回聚焦位置,完成自动聚焦过程。并对音圈马达具有的磁滞现象加以研究,应用Preisach磁滞模型补偿磁滞误差,进而提高激光读取头在测量方面的精确度。结合HP激光干涉仪对测头不同测量范围的标准差与重复性进行校正测量,由校正的结果分析,此测头系统可实现微器件表面3D形貌的微/纳米测量。

纳米三坐标测量机模拟接触式探头的标定(英文)

三坐标测量机的高精度模拟接触式探头在计算探头球尖位移与传感器输出的关系时需要空间坐标转换模型与标定参数。标定方法基于自己研发的模拟接触式探头,该探头由带有光纤球头的的金属丝悬浮机构,二维角度传感器,小型迈克尔逊干涉仪组成。通过空间坐标转换,矩阵计算模型和标定实验的建立,重点描述了一种特定的标定方法与标定了模型的未知参数。实验结果表明三坐标测量机在x、y、z三方向上测量的标定值与实际值的位移误差的标准差小于30 nm,证明该方法具有一定的可行性与有效性。