分辨率为亚纳米级的光电位移传感器

摘要

本文提出一种用于超精密技术、分辨率为亚纳米级的起精密位移传感器的设计。当目标表面产生微小位移时、能以很高的灵敏度检测出目标表面反射光中某特走点的光强的变化是这种传感器的基础。传感器由单光源、反射体与基准表面、用于传输发射光与反射光的光纤束以及光敏二极管装置构成。工作时,目标表面与基准表面均受到同一光源经光纤束传输的光照射,两表面的反射光再经光纤束传输至两个独立的但特性相同的光敏二极管。然后用差动放大器将二级管产生的高灵敏位移信号(包含在整个反射光信号中)放大输出。这种传感器具有优良的性能——非接触测量、0.5nm的高分辨率,约30μm的工作范围(线性度在5%以内)以及足以用于特殊研究的、lnm/20s的稳定性。