2020 Fiscal Year Annual Research Report
Picometer positioning control in air by ultra-high resolution displacement measurement and drive system
| Project/Area Number |
20H02042
|
|---|
| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
明田川 正人 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10231854)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | ピコメートル / 干渉計 / 位置決め / アクチュエータ / 空気揺らぎ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
２種の干渉測長計（ヘテロダイン干渉計と正弦波位相変調干渉計）とその位相計の試作、圧電素子を用いた平行バネ型ステージの試作及び真空光学干渉計の製作を行なった。以下に概要を述べる。
＊ヘテロダイン干渉計用の試作と2組の位相計の試作：ゼーマンHeNeレーザを光源とするヘテロダイン干渉計（ヘテロダイン周波数2.7MHz）と音響光学素子を用いたヘテロダインHeNeレーザ光源（ヘテロダイン周波数2.1MHz)を用いたヘテロダイン干渉計の2組を試作した。またこれら干渉計用の位相計2組を通常のコンピュータおよびFPGAを用いて試作した。どちらの位相計でも位相差分解能0.17mrad以下を達成した。
＊正弦波位相変調干渉計とその位相計の試作：正弦波位相変調干渉計の干渉信号出力と同等な信号を人工的に生成させ、これを干渉信号と比較し、位相を算出する新しい方式の干渉計とその位相計をFPGAを用いて試作した。位相変調周波数50kHzに対し位相差分解能0.17mradを達成した。
＊高剛性（共振周波数1kHz）の圧電素子駆動型平行バネ型ステージを試作した。
＊容積（約300mm直径×高さ150mm）の真空チャンバーを試作し、内部にヘテロダイン干渉計または正弦波位相変調干渉計の光学系を内包できるようにした。ヘテロダイン干渉計を内包した場合の真空度8Paを達成した。
＊上記の音響光学素子を用いたヘテロダイン干渉計とその位相計と圧電素子駆動型平行バネ型ステージを用い、空気中および真空中で最小11ピコメートルの階段状変位を計測制御した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
＊音響光学素子を用いたヘテロダイン干渉計とその位相計、圧電素子駆動型平行バネ型ステージの試作が進展し空気注と真空中で最小11ピコメートル変位計測が可能になった。
＊真空チャンバーを製作した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
以下が今後の実験予定。
＊より高い真空度での変位計測制御実験を行う。
＊さらに高剛性な圧電素子駆動平行バネ型ステージを開発する。
|
