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北京海科思锐光电仪器有限公司
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德国SIOS公司皮米精度激光干涉仪的应用
来源:原创 | 作者:陈亚辉 博士 海科思锐 | 发布时间: 1089天前 | 1894 次浏览 | 分享到:

德国SIOS公司秉承“精密测量”的理念,自1991年以来一直在开发和制造激光干涉仪和相关精密测量仪器,用于校准和纳米计量,测量长度、角度、振动、直线度、质量、力和其他具有最高分辨率和低测量不确定度的测量。

SIOS不仅是激光干涉测量系统的领先制造商之一,而且还是欧洲最重要的稳频He-Ne激光器供应商之一。凭借纳米定位和纳米计量机器NMM,SIOS公司还是世界上最精确定位系统的供应商,因此也是唯一的市场领导者。在过去30年中,SIOS为众多科研和工业用户提供高品质的激光干涉仪及测试定位系统。众多国家计量实验室将SIOS公司的精密激光干涉系统作为测量、校准标准仪器;无数工业客户将SIOS的激光干涉仪用于工业环境的测量、校准,以及OEM设备集成。

 

SIOS公司的主要产品类别和应用

 

 

用于高精度长度测量的激光干涉测量系统SP 5000 NG & SP 15000 NG


主要特点:

◆高精度柔性长度测量系统

◆集成光束方向检测,易于操作和调整

◆可以使用各种光学反射器,例如三面镜、球面镜、平面镜反射器

◆测量反射器的允许倾斜角度不超过±22.5°。

◆紧凑而坚固的设计

◆带飞溅水保护的传感器外壳

◆传感器头的设计可选铝、不锈钢或合金材料

◆可追溯到政府标准

◆OEM版本、OEM软件和真空版本是可能的

◆通过可选接口扩展应用范围

◆广泛的触发选项


 

 


 

 

高精度和可靠的结果对于导轨、测量台、显微镜和定位台、坐标测量机和机床以及多坐标测量的长度测量和校准至关重要。SIOS的通用激光干涉仪SP 5000 NG和SP 15000 NG是您高精度长度测量的解决方案,可以随时使用新测量项目产品系列的其他组件完成。

 

双频激光干涉仪SP 5000 DI& SP 5000 DI/F 

 


 

超稳定、紧凑的SP 5000 DI/F差分干涉仪设计用于必须长时间执行高度稳定长度测量的应用。紧凑的传感器设计,即使在狭小的空间也能实现长期稳定的调整和放置,因此精密测量系统是闭环控制回路的理想激光秤。该应用需要一个外部参考点,通常被放置在测量范围的中间,以达到最佳的测量值稳定性。干涉仪的基本原理基于SP 5000 DI系列,因此也可以在亚纳米范围内实现长度分辨率。通过使用SP系列的反射器,可以轻松进行几米以上的测量。

 

 

  差分激光干涉仪可作为OEM版本安装在机器轴上作为编码器。对于真空测量,SP 5000 DI可作为真空优化版本提供。


长度和角度测量系统:多光束激光干涉仪

双光束激光干涉仪 SP 5000 DS和三光束激光干涉仪SP5000 TR

SP 5000 DS双光束激光干涉仪用于测量需要同时获取运动角度和长度信息的任务。该干涉仪的测量原理基于SP 5000 NG测量装置。

两条测量激光束使用相同频率的普通激光。两个测量光束之间的光束间距进行了高精度校准。测量光束之间的平行度非常重要。如果两个光束都使用一个共同的反射器,则通过形成差,可以在运动中以高分辨率测量和计算角度。如果两个光束相互独立运行,则可以进行差分测量。对于差分测量的长期稳定性要求特别高的情况,我们建议使用SP 5000 DI系列干涉仪。需要同时获取另一个角度的测量任务可以使用三光束SP5000 TR干涉仪执行。

 


校准激光干涉仪SP 15000 C5

用于高精度同时测量和校准定位轴长度、俯仰角、偏航角和直线度的激光干涉仪,SP15000 C5校准激光干涉仪是为满足机械和设备制造商的高要求而专门开发的。所有测量变量,如长度、俯仰角、偏航角以及x-和y-对准的直线度,均通过激光干涉术以高精度记录,因此在所有三个长度测量通道中使用相同的高度稳定的激光频率。这使得同步、连续的5自由度测量成为可能。可使用可选软件实现整机验收或批量补偿。


 

振动测量系统:用于非接触式振动测量的激光测振仪

  工业和研究中的许多应用要求对各种表面进行高精度和信息量的振动分析。使用LSV 120 NG系列测振仪,可以在任何粗糙表面和工业操作条件下实现非接触式振动和长度测量。本系列激光测振仪具有固定工作距离的集成光学元件。聚焦透镜安装在传感器头中,因此可以防止损坏和环境影响。因此,这种基本变体是工业中OEM应用的首选。

移动物体的表面可能有任何粗糙度。振幅高达±20 mm的机械振动可在0至5 MHz范围内测量,分辨率在亚纳米范围内。使用该测量系统也可以进行静态测量。振动计的设计既紧凑又坚固。它的外壳是防溅的,光纤根据要求提供保护套。

其中LSV 120 NG可以选择固定焦距的透镜,也可以选择透镜可更换配件,LSV 2500 NG安装了可调焦的透镜。

 

 

 

微结构和MEMS测振系统Nano Vibration Analyzer NA

  纳米振动分析仪NA是LSV 120 NG系列光纤耦合振动计与工程显微镜的组合。该系统非常适合测量微结构、MEMS和悬臂梁的动态行为和静态挠度。根据使用的目标,可以实现小于2µm的测量点尺寸。

 


 

  使用X-Y工作台可以在很大范围内定位和扫描被测物体,并可以通过相机进行观察。显微镜物镜可互换,可定义可见范围和激光光斑直径。激光干涉测振仪可实现的位移分辨率在皮米范围内,可分析高达5 MHz的振动频率。

为测量数据的采集和显示提供了专门开发的软件。除了振动频率分析和触发测量记录外,该软件还可以控制X-Y工作台和外部频率发生器。更广泛的测量序列可以通过脚本实现自动化。

 

纳米定位和纳米测量机NMM-1

◆以纳米精度对物体和结构进行定位、操作、加工和测量

◆世界上最精确的纳米定位和纳米计量机器

◆测量和定位范围25 x 25 x 5 mm

◆分辨率0.1纳米

◆高精度三维定位测量系统

◆探测系统,例如激光聚焦传感器、原子力显微镜、白光传感器、3D微型扫描仪

◆开放式设备架构支持定制传感器的应用

◆NMM-1由PC软件控制。用户API可用。

 

 


  

   用于三维坐标测量的纳米定位和纳米测量机的测量范围为25 mm x 25 mm x 5 mm,分辨率为0.1 nm。特殊的传感器布置确保测量在所有三个坐标轴上没有像差。三个微型干涉仪的测量轴实际上在探测传感器和被测物体之间的接触点相交。

   被测物体直接位于可移动的镜角上。镜角位置由三个固定的微型干涉仪检测。后视镜角采用三轴驱动系统定位。两个角度传感器用于测量和补偿定位过程中的角度偏差。

来自一个稳定激光器的光通过光纤从电子单元传输到干涉仪头。这使得纳米定位和纳米测量机的设计紧凑且温度稳定。

   纳米测量机是世界上唯一安全适用于在正常条件下以亚纳米精度测量宏观物体的计量系统,目前已在多个国家计量机构使用。

 

纳米定位平台NPP-1

   NPP-1纳米测量和定位平台允许在大约100毫米的范围内进行定位。用于控制的激光干涉仪的高分辨率、定位系统的刚性结构、定位系统的空气轴承轴和优化的控制系统允许移动的位置偏差和路径保真度<2 nm RMS。

 

 

 

主要特点

◆原子力显微镜平面激光干涉测量定位系统

◆最高精度的2.5维定位和测量系统

◆测量和定位范围:表面Ø100 mm

◆横向测量分辨率≤ 0.02纳米

◆控制:光纤耦合三轴单光束激光干涉仪

◆使用633 nm的HeNe激光器作为干涉仪光源的计量重复性。

◆原子力显微镜作为探测测量系统,其他应要求

◆开放式设备体系结构支持客户特定传感器的应用

◆NPP-1由PC软件控制。用户API可用。


   德国SIOS公司作为一家高度创新的公司,研发人员占比超过20%,多年来专注于激光干涉精密测量设备的研发,为全时间范围内的科学研究、工业生产提供高精度激光干涉测量产品和解决方案。北京海科思锐光电仪器有限公司作为SIOS公司在中国的授权代理商,负责其全线产品的市场推广、销售以及售后服务工作。


   北京海科思锐作为一家专业的激光/光电产品代理公司,代理产品包括:各种激光器(半导体激光器,固体激光器,光纤激光器,气体激光器等,cw,纳秒,亚纳秒,皮秒,飞秒,单频,宽调谐等),激光测试设备(激光功率计/能量计,光斑分析仪,M2仪,光谱仪,波长计,红外观察仪,光电探测器,自相关仪,spider等),激光与光学元器件(激光镜片,隔离器,光栅,滤波片,半导体激光电源,光纤器件),光谱仪器,光机械(光学隔震平台,位移台,调整架,光机组件等)。

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