基于蓝光DVD光学读取头的非接触式探头

为解决微小器件的高精度、高分辨率的测量问题,文章研制了一台基于蓝光DVD光学读取头的非接触式探头,实现了对微小尺寸的三维高精度测量。该探头的设计是对市售的蓝光DVD光学读取头的改进,改装后使用数值孔径为0.85的聚焦透镜。蓝光DVD光学读取头发出波长405nm的蓝光扫描被测量器件,减小了聚焦弥散斑直径,提高了探头的分辨率。对组装好的探头进行了测试,实验结果证实,该探头的分辨率优于1nm,对阶高为2μm的标准器件重复测量的标准差为21nm。

基于蓝光DVD光学读取头的纳米触发测头

基于光学读取头改装的非接触式微纳米测头已广泛应用于阶高、线宽和微小角度的测量。为了追求更高的精度与分辨力而提高聚焦透镜数值孔径(NA)则会使读取头内四象限传感器输出聚焦误差信号曲线的线性区间急剧减小,从而使测头系统的纵向可测量范围降低。为了在进一步提高纵向分辨力的情况下,扩大其纵向测量行程,基于蓝光DVD读取头研发了一种触发式非接触测头。既利用高NA值透镜测头的高精度和高分辨力,又通过触发测量的方式解除了高NA值带来低测量范围的限制,提高了测头的适用性。实验结果表明:该测头的纵向分辨力优于1 nm,重复性误差为18 nm,纵向测量范围可达10μm。

用于纳米三坐标机的非接触式触发探头的研制

在进行微米级测量时,纳米三坐标机常用的接触式探头会损伤软的或脆的待测品。该文研制了一种用蓝光DVD读取头作为传感器的非接触式触发探头。该探头的测量原理是当待测样品位于探头聚焦面时,聚焦误差信号返回值为零。将该探头安装于三维纳米平台上实验,结果显示触发分辨率达1nm,标准差约12nm。