根据等离子体激元装置反射的激光的量,就可以得到间隙的宽度和纳米颗粒的运动。假设间隙由于纳米颗粒的运动而改变,使得等离子体激元的固有频率或谐振更接近于激光的频率。在这种情况下,等离子体激元能够从激光吸收更多的能量,并且反射较少的光。
为了在实用设备中使用这种运动感测技术,将黄金纳米颗粒嵌入微观尺度的机械结构中,这是一种由氮化硅制成的类似微型跳台的振动悬臂梁,只有几微米长。即
纳米级位移测量
根据等离子体激元装置反射的激光的量,就可以得到间隙的宽度和纳米颗粒的运动。假设间隙由于纳米颗粒的运动而改变,使得等离子体激元的固有频率或谐振更接近于激光的频率。在这种情况下,等离子体激元能够从激光吸收更多的能量,并且反射较少的光。
为了在实用设备中使用这种运动感测技术,将黄金纳米颗粒嵌入微观尺度的机械结构中,这是一种由氮化硅制成的类似微型跳台的振动悬臂梁,只有几微米长。即使它们没有运动,这种装置也不会完全静止,而是以高频振动,在室温下随着分子的运动而推挤。即使振动的振幅很微小,仅移动了亚原子级距离,使用这种新的等离子体激元技术也很容易检测到。公司在2015年成为科技型中小企业,并设立了院士工作站,目前主要开发和经营以下3类产品和服务:旋转机械状态监测和健康管理、光电视觉及环保检测、几何量检测。同理,通常都采用较大的机械结构进行科学测量并用作实际的传感器;,在汽车和智能手机中探测运动和方位。NIST科学家希望他们这种纳米级测量运动的新方法将有助于进一步小型化许多这样的微机械系统,并提高其性能。
多轴联动数控系统 的精度主要从单个伺服 轴的运动控制精度和联 动轴耦合轮廓精度 2 方 面来评价。即使振动的振幅很微小,仅移动了亚原子级距离,使用这种新的等离子体激元技术也很容易检测到。对于单个伺服轴的运动 控制,当要求的运动精度达到纳米级 时,传统的超精密机床传动方式在 低速、微动状态下表现出强非线性特 性,常规的运动控制策略已经很难保 证伺服系统实现理想的纳米级随动 精度。
此外,多轴联动系统的轮廓误差 由各伺服轴的运动误差耦合得到, 耦 合误差的建模及各轴相应的补偿控制量的计算都需要大量的齐次坐标 变换运算,这为实际的多轴联动耦合 控制器的设计带来了很大的不便。 智能控制理论与方法将可能为此问 题提供理想的解决方法。此外,要实 现多轴联动纳米级轮廓控制精度, 还 有一个不可忽视的问题,即联动轴的 同步问题。确定性侧向位移(Deterministiclateraldisplacement,DLD)柱形微流控芯片是一种有效的检测分析和分离富集微米级颗粒的技术,包括血液中的寄生chong、菌、血细胞和循环瘤细胞等。同步精度的高低直接影 响到系统的轮廓跟踪精度。严格意 义上的多轴伺服系统同步涉及到复 杂的数控和伺服系统接口规范的制 定。目前,在可以实现亚微米级加工 的高ji多轴联动超精密数控机床研 制方面,我国尚未取得突破性进展。 至于可实现大型复杂曲面,特别是自 由曲面的纳米级超精密加工的五轴 联动机床,至今仍是一个世界上尚未 解决的难题。
随着超精密加工和微电子制造技术的迅速发展,对精密测量技术及仪器提出了在毫米级的测量范围内达到纳米级精度的要求,例如超精密数控加工精度已达纳米量级,微电子芯片制造技术已是纳米级制造工艺,因此无论是超精密数控机床的运动测量与定位,还是集成电路芯片线宽等特征尺寸测量、光掩膜制作以及晶圆扫描工作台的运动测量与定位,均需要纳米级精度的精密测量仪器。在仪器研发方面,为拓展仪器性能,还将结合单分子荧光技术和激光光镊,有望提升蛋白质科学领域的仪器自主研发能力。此外,精密测试计量技术领域中,各种扫描探针显微镜、激光干涉仪、光栅尺和其他位移传感器等也离不开纳米级精度的精密测量仪器的校准或标定。
(作者: 来源:)