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    我国学者在纳米时栅位移测量理论与技术领域取得进展

    日期 2020-11-19   来源:工程与材料科学部   作者:叶鑫 李宏伟 朱明亮  【 】   【打印】   【关闭

      纳米位移(yi)技(ji)术及器件(jian)是高(gao)(gao)档数(shu)控(kong)机(ji)床(chuang)、超精(jing)(jing)密(mi)光(guang)刻机(ji)等高(gao)(gao)端精(jing)(jing)密(mi)装备的核心技(ji)术和关键功能部件(jian),是实(shi)现(xian)高(gao)(gao)精(jing)(jing)度定位与控(kong)制的“眼睛”,相关研究工作具有重要(yao)意义。

      重庆理工大(da)学(xue)刘小康教授、彭东林教授团(tuan)队打破“利用空(kong)(kong)间(jian)(jian)(jian)(jian)测(ce)量(liang)空(kong)(kong)间(jian)(jian)(jian)(jian)”的(de)(de)(de)传统测(ce)量(liang)思路,进行原理创新(xin),“利用时间(jian)(jian)(jian)(jian)测(ce)量(liang)空(kong)(kong)间(jian)(jian)(jian)(jian)”来提高位(wei)移测(ce)量(liang)精度(du),提出了(le)纳米时栅(zha)测(ce)量(liang)新(xin)原理,利用正(zheng)交变化(hua)的(de)(de)(de)电场构建(jian)一种等效空(kong)(kong)间(jian)(jian)(jian)(jian)域运动作为参(can)考系(xi)(xi),建(jian)立空(kong)(kong)间(jian)(jian)(jian)(jian)位(wei)移和时间(jian)(jian)(jian)(jian)基(ji)准(zhun)(zhun)之间(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)关(guan)系(xi)(xi),形(xing)成了(le)一套比(bi)较系(xi)(xi)统的(de)(de)(de)纳米时栅(zha)测(ce)量(liang)理论,采用正(zheng)弦形(xing)状的(de)(de)(de)“栅(zha)面”而不(bu)是(shi)传统细密的(de)(de)(de)“栅(zha)线”来获取(qu)(qu)位(wei)移信(xin)号(图1),发(fa)明了(le)基(ji)于离散(san)栅(zha)面空(kong)(kong)间(jian)(jian)(jian)(jian)正(zheng)弦调制的(de)(de)(de)绝对(dui)式位(wei)移传感(gan)新(xin)方法(fa)和正(zheng)弦形(xing)栅(zha)面阵列(lie)传感(gan)参(can)数设计准(zhun)(zhun)则,解(jie)决了(le)结构优化(hua)、器件制造和信(xin)号处理智能化(hua)等关(guan)键技术问题,取(qu)(qu)得(de)了(le)核心技术指标的(de)(de)(de)重大(da)突破。

      该(gai)项成(cheng)果与央(yang)企(qi)中国通用(yong)技(ji)(ji)术(shu)集团合作成(cheng)立了(le)高(gao)科技(ji)(ji)公司进行转化,已在数控机床、航空航天(tian)、计量(liang)检测等领域得(de)到批量(liang)应用(yong),解决了(le)高(gao)端精(jing)(jing)密(mi)(mi)装备的高(gao)精(jing)(jing)度(du)位(wei)置检测难(nan)题,实现(xian)了(le)我国精(jing)(jing)密(mi)(mi)位(wei)移测量(liang)技(ji)(ji)术(shu)及器件自主可控。该(gai)成(cheng)果建立了(le)“原理—理论—技(ji)(ji)术(shu)—产(chan)品”的完整体系,获(huo)得(de)了(le)2020年度(du)重庆市技(ji)(ji)术(shu)发明一等奖,“大量(liang)程纳米(mi)时栅位(wei)移测量(liang)技(ji)(ji)术(shu)及器件”作为(wei)重点展(zhan)项亮相国家(jia)“十三五”科技(ji)(ji)创新(xin)成(cheng)就展(zhan)。刘(liu)小康(kang)教授入选(xuan)“百千万人(ren)才(cai)工程”国家(jia)级人(ren)选(xuan)、国家(jia)有突(tu)出贡献中青年专(zhuan)家(jia),2021年获(huo)国家(jia)杰(jie)出青年科学(xue)基金项目资(zi)助。

      该成果得到了国家重大科研仪器研制(zhi)项目(mu)、重点项目(mu)、面上(shang)项目(mu)、青年科学基金项目(mu)(批准号: 51827805、51935004、51435002、51175534、50805150)等的持续支持。

    图1(a)绝(jue)对式(shi)纳米直线时栅(zha)测量(liang)原(yuan)理示意(yi)图和(b)圆时栅(zha)测量(liang)原(yuan)理示意(yi)图




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